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基于优化支持向量回归算法的锂离子电池可用容量估计 被引量:4
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作者 陈峥 陈洋 +3 位作者 申江卫 夏雪 沈世全 肖仁鑫 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3203-3213,共11页
为了解决当前基于数据驱动的锂离子电池可用容量估计算法存在的老化特征提取不准确、可用容量衰退趋势跟踪精度低以及模型参数寻优耗时长等问题,本工作探究了一种基于优化支持向量机回归算法,用来对锂离子电池的可用容量进行准确估算。... 为了解决当前基于数据驱动的锂离子电池可用容量估计算法存在的老化特征提取不准确、可用容量衰退趋势跟踪精度低以及模型参数寻优耗时长等问题,本工作探究了一种基于优化支持向量机回归算法,用来对锂离子电池的可用容量进行准确估算。首先,通过分析锂电池老化数据,提取了电池容量增量曲线峰值以及峰值对应电压作为表征电池老化状态的特征因子,通过皮尔逊相关系数分析了特征因子的合理性;随后,选用麻雀优化算法完成支持向量机回归算法的核函数参数寻优,并基于优化后的支持向量机回归模型实现了电池可用容量的准确估计;最后通过对比不同核参数寻优算法验证了麻雀优化算法在参数寻优方面的先进性,并通过与传统支持向量机、高斯过程回归、长短期记忆网络等算法估计可用容量对比,验证了模型的精确性。结果表明:本工作建立的优化支持向量回归模型,能够有效追踪锂离子电池的衰退轨迹,实现对电池可用容量的准确估计,并且在不同电池上取得了较好的估算结果,可用容量最大估计误差低于2%。 展开更多
关键词 锂离子电池 可用容量估计 支持向量回归 麻雀优化算法
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基于MILS-MIUKF算法的锂离子电池宽温度全寿命荷电状态估计
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作者 夏雪 杨博 +4 位作者 赵志刚 刘昱 申江卫 肖仁鑫 陈峥 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期289-301,共13页
精确估算锂离子电池的荷电状态(State of Charge,SOC)对于克服电动汽车发展的限制并促进其更广泛的商业应用非常关键。针对宽温度全服役周期内动力电池内部状态难以精确估计的难题,提出一种融合多新息最小二乘法和多新息无迹卡尔曼滤波(... 精确估算锂离子电池的荷电状态(State of Charge,SOC)对于克服电动汽车发展的限制并促进其更广泛的商业应用非常关键。针对宽温度全服役周期内动力电池内部状态难以精确估计的难题,提出一种融合多新息最小二乘法和多新息无迹卡尔曼滤波(Multi Innovation Least Squares Method-Multiple Innovation Unscented Kalman Filter,MILS-MIUKF)的锂离子电池SOC估算方法,实现了在全寿命周期内宽温度条件下锂离子电池SOC的精确估计。首先,采用二阶RC等效电路作为模型基础,利用多新息理论对传统最小二乘法进行改进,实现了动力电池内部状态的实时监测和模型参数的在线辨识,并且与传统最小二乘法辨识结果进行对比;然后,为了解决传统无迹卡尔曼滤波算法(Unscented Kalman Filter,UKF)对历史数据利用率低导致估算精度低的问题,在UKF框架内融入了多新息理论,提出了多新息UKF的锂离子电池SOC估算方法;最后,基于HPPC和UDDS两种典型的电池测试工况,进行了不同温度、不同老化状态下的试验验证,并与扩展卡尔曼滤波和UKF算法进行对比。结果表明:所提出的MILS-MIUKF方法能够有效改善最小二乘法和UKF对历史数据利用率低的缺点,并且在宽温度全寿命条件下能够准确反映动力电池内部状态和准确估算电池SOC,最大电压误差不超过60 mV,SOC估计误差控制在2%范围内,证明了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 汽车工程 荷电状态 多新息理论 锂离子电池 最小二乘法 无迹卡尔曼滤波
原文传递
考虑锂电池温度和老化的荷电状态估算
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作者 陈峥 杨博 +3 位作者 赵志刚 申江卫 肖仁鑫 夏雪 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2813-2822,共10页
针对锂离子动力电池工作环境复杂且电池老化导致内部参数辨识精度低与荷电状态估计误差大的难题,本文提出了一种多新息最小二乘法与平方根容积卡尔曼滤波估计锂离子电池荷电状态的联合算法,实现动力电池在全服役周期内多温度条件下的状... 针对锂离子动力电池工作环境复杂且电池老化导致内部参数辨识精度低与荷电状态估计误差大的难题,本文提出了一种多新息最小二乘法与平方根容积卡尔曼滤波估计锂离子电池荷电状态的联合算法,实现动力电池在全服役周期内多温度条件下的状态估算。首先,为解决传统最小二乘法对历史数据利用率低的问题,在最小二乘法中融入多新息理论,采用一阶RC等效电路建立电池模型,利用多新息最小二乘法对电池内部参数进行参数辨识;然后,采用平方根容积卡尔曼滤波估算电池SOC;最后,通过多温度全寿命的电池实验数据对本文所提算法进行验证,并且与扩展卡尔曼滤波、容积卡尔曼滤波算法进行对比,证明本文提出算法的有效性。实验结果表明:本文提出的多新息最小二乘-平方根容积卡尔曼滤波算法在多温度全寿命条件下,能够准确反映动力电池内部参数和精确估算电池SOC,电压平均绝对误差不超过40 mV,SOC的估算误差控制在2%范围内。 展开更多
关键词 锂电池 多新息最小二乘法 平方根容积卡尔曼滤波 多温度 荷电状态
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基于扩展卡尔曼滤波的锂离子电池SOC估计 被引量:1
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作者 刘嘉林 申江卫 +2 位作者 吕天阳 夏雪 肖佳鹏 《农业装备与车辆工程》 2019年第12期97-99,共3页
基于一阶等效电路模型,采用扩展卡尔曼滤波方法对锂离子电池SOC进行估计,并通过MATLAB搭建仿真实验,验证扩展卡尔曼滤波估算算法的有效性。结果表明,扩展卡尔曼滤波可以有效地跟踪锂离子电池SOC的变化,且具有较高的精确性。
关键词 扩展卡尔曼滤波(EKF) 锂电池 荷电状态(SOC) 电池等效模型
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基于随机森林的锂离子电池健康状态估计 被引量:1
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作者 孙猛猛 夏雪 《农业装备与车辆工程》 2019年第2期67-71,共5页
锂离子电池是电动汽车上关键的部件之一,准确地估计电池的健康状态(State of health,SOH)有利于保证电池的安全、提高电池的使用寿命。考虑到车用锂离子电池实际的使用情况,基于电池恒压充电电流曲线提出了一个预测电池SOH的新方法,建... 锂离子电池是电动汽车上关键的部件之一,准确地估计电池的健康状态(State of health,SOH)有利于保证电池的安全、提高电池的使用寿命。考虑到车用锂离子电池实际的使用情况,基于电池恒压充电电流曲线提出了一个预测电池SOH的新方法,建立了一个随机森林(Random forest, RF)模型来估计电池的SOH。另外,为了验证模型的准确性,把RF模型和BP神经网络模型进行了对比分析。实验结果表明,和BP神经网络模型相比,本文建立的RF模型能够更有效地估计电池的SOH。 展开更多
关键词 锂离子电池 健康状态 随机森林 BP神经网络
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基于长短期记忆神经网络的健康状态估算 被引量:1
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作者 肖仁鑫 宋新月 +2 位作者 张梦帆 夏雪 肖佳鹏 《农业装备与车辆工程》 2020年第4期77-81,共5页
当前电池健康状态估算与预测在处理大量电池数据、时间间隔较长存在一定缺陷。长短期记忆神经网络算法在解决该问题时效果明显。在完成电池循环充放电实验基础之上,分析和提取电池放电过程中外部信号变化的特征指标,以电池放电数据中放... 当前电池健康状态估算与预测在处理大量电池数据、时间间隔较长存在一定缺陷。长短期记忆神经网络算法在解决该问题时效果明显。在完成电池循环充放电实验基础之上,分析和提取电池放电过程中外部信号变化的特征指标,以电池放电数据中放电容量、放电时间、循环次数训练并建立了长短期记忆神经网络预测模型,采用3种不同的自适应学习率优化算法对学习训练部分进行优化,最后对比分析模型预测的准确程度。结果表明,长短期记忆神经网络估算电池健康状态的误差小于5%,证明预测模型的有效性。 展开更多
关键词 锂离子电池 健康状态 长短期记忆神经网络算法 学习率优化
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