基于经验模态分解的锂离子动力电池剩余寿命预测方法研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caiwei39602250
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锂离子动力电池具有高能量密度、寿命长和清洁环保等优点,现已成为新能源汽车的主要动力源。然而,锂离子电池会随着不断地使用而逐渐老化,当其性能下降到一定程度时,电池漏液、绝缘损坏、局部短路等问题都会引发灾难性事故,存在较大的安全隐患。有必要对锂离子电池性能进行科学预测和管理,了解未来电池的退化趋势,在电池达到失效阈值之前及时更换电池,降低因电池循环老化而出现的各种安全事故风险,保证整个电池系统的可靠运行。锂离子电池剩余使用寿命(RUL)是用于表征电池老化程度和当前性能的重要参数,为了准确预测电池RUL,确保系统运行可靠性和安全性,本文提出了基于经验模态分解的锂离子动力电池剩余寿命的混合预测方法,研究的主要内容包括以下几个方面:首先,本文分析了锂离子电池性能老化衰减的主要原因,并讨论了不同种类的电池退化模型及其优缺点。通过详细阐述电池健康状态(SOH)和RUL定义和关联,提出了基于电池SOH的RUL预测方法,并选择电池剩余容量作为本文SOH的定义方法;其次,为了准确地捕获并预测电池原始序列中的整体退化趋势和局部容量回升,基于多尺度分解的思想,利用经验模态分解(EMD)方法将原始时间序列进行多尺度分解,得到表征整体退化趋势的残差和表征容量再生和局部波动的固有模态函数。通过对原始序列的分解和分部分建模思想实现有效捕捉电池容量再生现象的目的,降低原始时间序列的复杂程度。此外,由于分解子序列具有不同的复杂程度,为了找到高低频分界点,提出了基于连续均方误差准则(CMSE)的方法将分解子序列分为高频和低频序列;然后,门控循环单元(GRU)神经网络用于预测具有强烈数据波动的高频子序列,并利用贝叶斯优化方法对GRU模型的超参数进行优化和调整。差分自回归移动平均模型(ARIMA)用于预测剩余的低频子序列和残差,添加了滑动窗口的数据预处理方法提高模型精度,并利用Box-Jenkins建模方法确定模型参数。通过将每个子序列的预测结果进行叠加得到后续循环锂离子电池的SOH预测结果,进一步得到电池剩余寿命;最后,为了验证本文提出的锂离子电池剩余寿命混合预测方法的有效性,利用公开电池数据集中的电池剩余容量数据进行仿真验证,并通过ARIMA等模型进行实验对比分析。结果表明,本文提出的锂离子动力电池RUL预测混合方法具有较高的预测精度。
其他文献
介绍一种静脉留置针的固定及保护装置,本设计由固定装置、保护装置和连接装置三部分组成,选用塑料、橡胶、硅凝胶和魔术贴等简易材料,能起到良好的固定保护作用,同时还能提高护士的工作效率和患者满意度,且具有较高的安全性和实用性,值得在临床推广。
期刊
新能源汽车快速发展和普及的同时,大量退役动力锂电池回收再利用和电池管理问题亟待解决。以提高动力锂电池单体一致性为目的的电池分选技术是梯次利用产业链中的关键一环。而退役动力锂电池容量估计亦是梯次利用电池管理的核心内容,对电池的状态控制和运营调度等问题有着重大意义。本文以动力锂电池为研究对象,针对电池分选和剩余容量估计两方面,开展了以下研究工作:(1)通过研究分析退役动力电池组容量演化机理,明确了直接
学位
关中是我国优质苹果产区,生产的苹果色泽好、品质优,并且含有丰富的营养物质,是人们日常喜爱的水果之一。随着苹果种植和栽培技术不断完善,关中苹果种植面积不断扩大,但虫害问题常给果农带来较大的经济损失,影响苹果产业的发展。文章研究了关中苹果生产中的主要虫害类型及发生规律,提出了相应的防治措施,以期为虫害防治提供参考。
期刊
背景:血脑屏障的破坏是卒中后重要的病理特征。miR-126在发育过程中通过调节内皮细胞功能来维持血脑屏障的完整性。但是,miR-126-3p和-5p在卒中后血脑屏障完整性中的作用尚不清楚。因此,我们探究了miR-126-3p和-5p过表达是否能够调节脑缺血后血脑屏障的完整性。M2型小胶质细胞来源的外泌体可以缓解缺血小鼠脑损伤,减少神经细胞的凋亡。但是M2型小胶质细胞来源的外泌体在卒中后血脑屏障完整
学位
近年来,移动通信技术的快速发展和人民生活水平的日益提高,导致移动终端产品的更新速度不断加快。伴随着移动终端废弃量的急剧上升,我国每年都会产生规模巨大的废旧液晶屏。但国内企业因回收模式不完善、处理技术落后等原因,没有对废旧液晶屏进行有效的回收处理。为了解决当前废旧液晶屏再利用过程中依靠人工检测、识别和分选面临的成本高、效率低、准确率差等问题,本文设计了一种废旧液晶屏自动化检测与识别生产线,具体研究内
学位
目的 对河南省DRG试点医院实行DRG付费方式的控费效果进行评估分析,为河南省医改的推进工作提供参考依据。方法 基于河南省某DRG试点城市2017—2021年公立医院医保结算系统数据,选取某DRG试点医院为实验组,采用随机抽样法选取同期未实行DRG的一家医院为对照组,比较2017—2021年实验组和对照组医疗费用的变化情况,采用双重差分法对DRG控制医疗费用的效果进行评估。结果 DRG支付实施当年
期刊
随着工业机器人技术的快速发展和广泛应用,机器人控制系统的性能要求也越来越高。针对通用开放式的运动控制器的二次开发难度大,针对性不强等问题,本文基于“桶装水搬运机器人的控制系统开发”项目,阐述了课题的研究背景和意义,分析了国内外搬运机器人的发展现状,分析了国内外学者对于控制系统的研究,设计了一个基于STM32F4系列单片机,基于CANopen(Controller Area Network open
学位
<正>厦府办规〔2022〕13号各区人民政府,市直各委、办、局,各开发区管委会,各市属国企,各有关单位:为进一步拓宽集体土地上住宅房屋征收安置渠道,满足人民群众对房屋安置的多样化需求,根据国家、省有关规定,结合本市实际,经市政府研究同意,现就集体土地上住宅房屋征收推行房票补偿提出以下意见。
期刊
随着我国工业自动化水平的不断提升,协作机器人的应用越来越广泛,由于协作机器人的工作特性,使其尤其适合用于人机协作的工作场景下。在自动化水平不断提升与环境保护与污染问题日益受到关注的背景下,我国电动汽车的保有量不断提升,充电桩的数量与建设规模也在不断增大,但当前的充电桩存在自动化程度低的问题。为了解决目前充电桩充电大多采用人工,自动化程度低的问题,本课题搭建协作机器人及控制系统,综合运用协作机器人、
学位
水翼作为一种基本的叶片截面形状,广泛应用于各种水利机械中。而在目前的水动力领域一般直接选用经典水翼(NACA系列水翼、Clark-Y水翼),适用范围较窄,无法满足目前更高的性能需求。而研究发现鱼类经过自然界的优胜劣汰后拥有着水动力性能优越的特征外表。基于此,本文首先通过三维逆向工程建立了鲟鱼不同视角下的仿生水翼,并借助大涡模拟方法对其空化流动进行了数值模拟,分析了鲟鱼仿生水翼的水动力特性。进一步的
学位