第12卷第2期2023年2月Vol.12No.2Feb.2023储能科学与技术EnergyStorageScienceandTechnology基于递推门控循环单元神经网络的锂离子电池荷电状态实时估计方法朱文凯，周星，刘亚杰，张涛，宋元明（国防科技大学系统工程学院，湖南长沙410073）摘要：锂离子电池荷电状态(stateofcharge，SOC)的准确估计对于保证电池系统安全运行至关重要。目前基于门控循环单元(gatedrecurrentunit，GRU)等循环神经网络的SOC估计方法得到了广泛关注，其无需预设电池模型即可实现SOC准确估计。然而，这类估计方法存在计算复杂度过高而难以在工程中实际应用的问题。针对传统GRU神经网络估计SOC时需要进行大量隐状态迭代而导致计算复杂度过高的问题，提出了网络隐状态时序继承的递推更新方式，通过改进GRU网络的输出结构，从而实现了仅需对当前时刻采样数据进行一次网络计算即可准确获取当前时刻SOC估计值。与文献中报道传统GRU方法相比，该递推GRU方法在保证SOC估计准确度不降低的情况下，能减少99%以上的计算量，具有较好的应用前景。此外，针对部分应用场景中电池训练数据缺乏的问题，方法能够结合迁移学习来快速完成网络训练。通过实验室测试数据集以及公开数据集进行验证，该方法能对不同温度环境、不同老化状态以及不同型号的锂离子电池进行准确SOC估计，其最大估计误差均不高于3%。关键词：锂离子电池；门控循环神经网络；迁移学习；荷电状态doi：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0630中图分类号：TM912文献标志码：A文章编号：2095-4239（2023）02-570-09Realtimestateofchargeestimationmethodoflithium-ionbatterybasedonrecursivegatedrecurrentunitneuralnetworkZHUWenkai,ZHOUXing,LIUYajie,ZHANGTao,SONGYuanming(CollegeofSystemsEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,Hunan,China)Abstract:AccurateestimationofthestateofchargeofLi-ionbatteriesisrequiredtoguaranteethesafeoperationofbatterysystems.SOCestimationmethodsbasedonrecurrentneuralnetworks,likeGatedRecurrentUnit,haverecentlyreceivedmuchattentionbecausetheycanachieveaccurateSOCestimationwithoutusingpre-definedbatterymodels.However,duetotheirhighcomputationalcomplexity,theseestimationmethodsaredifficulttoapplyinengineering.Toaddresstheissuesofhighcomputationalcomplexitycausedbythelargenumberofhiddenstateiterationsrequiredfo...
