广西师范大学学报（自然科学版） ›› 2018, Vol. 36 ›› Issue (4): 27-33.doi: 10.16088/j.issn.1001-6600.2018.04.004

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基于随机森林的锂离子电池荷电状态估算

韦振汉, 宋树祥*, 夏海英   

  1. 广西师范大学电子工程学院,广西桂林541004
  • 收稿日期:2017-09-10 发布日期:2018-10-20
  • 通讯作者: 宋树祥(1970—),男,湖南双峰人,广西师范大学教授,博士。E-mail:songshuxiang@mailbox.gxnu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(61361011)

State-of-charge Estimation Using Random Forest for Lithium Ion Battery

WEI Zhenhan, SONG Shuxiang*, XIA Haiying   

  1. College of Electronic Engineering,Guangxi Normal University,Guilin Guangxi 541004, China
  • Received:2017-09-10 Published:2018-10-20

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294

摘要： 荷电状态(state-of-charge,SOC)是锂离子电池预测和健康管理非常重要的一部分。锂离子电池的SOC无法直接测量,因此本文提出了基于随机森林回归算法的锂离子电池SOC估计的方法。首先构建随机森林回归模型,使用电池电流、电池电压、电池温度作为模型的训练输入,相对应的SOC作为模型的训练输出;然后使用随机森林算法进行模型训练;最后将训练模型应用于电池SOC估计。实验结果表明,随机森林回归算法对锂离子电池荷电状态的预测最大估算误差为0.02,均方根误差为0.003 204,该方法能有效地估算锂离子电池SOC并且有很高的估计精度。该模型研究为未来电池荷电状态估算系统的模型构建提供了参考。

关键词: 锂离子电池, 随机森林回归, 荷电状态(SOC)估计

Abstract: State-of-charge (SOC) is a very important part of lithium-ion battery prediction and health management. As the SOC of the lithium battery cannot be measured directly, this paper presents a method of estimating the SOC of the lithium-ion battery by the random forest regression. Firstly, a random forest regression model is constructed. The battery current, battery voltage and battery temperature are used as the training input of the model, and the corresponding SOC is used as the training output of the model. And then, the random forest algorithm for model training is conducted. Finally, the training model is applied to the battery SOC estimation. The results show that by the random forest regression algorithm, the maximum estimation error of the lithium-ion battery charge is 0.02,and the RMSE is 0.003204.This method can effectively estimate the lithium-ion battery SOC and has high estimation accuracy. This model may provide a reference for the model construction of future battery charge estimation system.

Key words: lithium-ion battery, random forest regression, state-of-charge (SOC) estimation

中图分类号: 

  • TP301.6
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