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关于电池配组的新算法

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 LANHE电池测试系统软件“电池配组”功能是将大量的电池单体按每 2 个(或多个)地进行分组,使分组后, 所有的电池组整体评价 表现最佳。它使用了非常复杂的算法,在业内是 开拓性 的。这里先对“电池配组”使用的算法做一些简单介绍。

 

 

● 算法概述

 

 

2 个(或多个)单体电池配组后,通过串 / 并联组装成的一个电池组,该电池组的性能取决于其所构成的各单体的性能。任何形式的配组方式都不能提高其单体性能,但对电池组的性能影响却非常大。

 

 

电池配组算法,重在一个“配”字上,即实现 最佳组合 。因而,成功的电池配组,并不代表得到的都是性能上佳的电池组,而是表现在,得到的电池组,都能够充分发挥其各自单体电池的性能,而不发生单体电池间的相互“牵制”或“拖后腿”现象。例如,将几个性能都很糟糕的单体电池组合,其电池组整体性能很差,但仍然被认为是一次成功的配组。

 

 

目前认为,电池组内各单体电池的性能参数愈接近,电池组的性能也就表现愈好。以下算法均基于这一结论构建。

 

 

算法包括两个部分:

 

 

第 1 部分 是电池组内各单体一致性评价算法,简称评价算法。它的工作内容是:假定将 2 个(或多个)单体电池配组为一个电池组,根据这几个单体电池的各自的特征参数值,通过一组特定的比较算法,产生一个(或一组)数据结果,作为该电池组内各单体一致性评价的量化指标。它反映了电池组配组成功或失败的 相对 程度。

注意,这里使用了“相对”二字。原因是:①评价算法得到的量化指标,用户可以不用深究它反映的在绝对意义上的一致程度,而只需要认可,在多个(电池组的)指标之间,可以进行对比即可;②增减不同类型的特征参数或更改新的比较算法,可能会得到不同配组结果,并且此前后得到的(电池组的)指标,也不能放在一起进行对比。

 

 

评价算法对于从纯粹的计算机软件角度而言,算法非常简单;它更多地需要电池专家的参与。电池专家至少需要解决两个方面的工作:① 提取电池单体关键的有效的特征参数值(提取之后的特征值仍有很多种,并且是多维的);② 对特征值建立量化的对比规则。

 

 

第 2 部分 是分组算法。它的工作内容是:依据每个 个体 的 特征值 (多维的)在整体中的分布情况,按照既定的 比对规则 ,将大量的个体进行科学分组,以实现 整体评价 表现最佳的 目标 。注意,这里使用了“个体”的概念,而不是“电池单体”,原因是:它剔除了与电池相关的专业知识,是一个 抽象的、通用的纯数学模型 。

 

 

这里,分组算法是这样定义“ 整体评价 表现最佳”的:①主要目标:产生尽可能多的分组;②次要目标:(在主要目标的基础上)产生尽可能好(一致性高)的分组。

 

 

可以说,目前 LANHE 电池测试系统软件使用的分组算法所实现目标的效率和完美程度几乎无可挑剔。分组算法是LANHE电池测试系统软件“电池配组”功能的 核心 。

 

 

LANHE 电池测试系统软件“电池配组”使用的分组算法的另一个优美之处:它不限制特征值(可以认为是多维向量)的维数;不限制特征值(多维向量)的在各(维)分量上的类型(例如,电池的放电容量和内阻是两种完全不同的类型),只需要它们在各(维)分量上有可比性即可。它带来一个无可比拟的优点,那就是:分组算法与第 1 部分关于 单个电池组 的评价规则的算法相对独立,换句话说,第 1 部分算法的评价算法可以自由更改。用一句通俗的话来说就是:“给我一批单体电池,告诉我如何评价配组后的电池组,我就能将它们最优化地组合。”。

 

 

目前, LANHE电池测试系统软件“电池配组”第 1 部分算法中依据的单体单池的特征参数是,每个单体电池最后一个(有效的)放电循环的 V-C 曲线。当 2 个(或多个)单体电池的 V-C 曲线“接近一致”时,就配组为 1 个电池组。

 

 

可以说,目前采用的评价算法,还极其简单,仅仅算是一个有益的探索。

LANHE电池测试系统软件“电池配组”功能需要电池专家的参与指导,同时,我们也希望它能为电池专家提供一个方便快捷的研究平台,让电池专家迅速地检查验证自己假定的结果。