锂离子电池状态估算与寿命预测综述

随着锂离子电池的广泛应用,其健康管理和寿命评估成为很多领域的挑战和热点问题。准确的电池状态估算与剩余使用寿命预测能让用户及时获取电池信息并更新失效电池,保障整个电池组的安全高效运行。为此,针对锂离子电池健康管理和寿命预测的研究现状进行分析,重点归纳和总结了锂离子电池剩余使用寿命预测的方法和应用现状,涵盖锂离子电池荷电状态与健康状态估算和剩余使用寿命预测2部分核心内容,总结其优势与局限性,并分析了未来的发展趋势和研究挑战。     

基于贝叶斯理论的新能源锂离子电池剩余寿命预测方法

针对锂离子电池健康因子衰退指标预测不佳,影响电池有效更换的问题,设计基于贝叶斯理论的新能源锂离子电池剩余寿命预测方法。提取新能源锂离子电池的衰退特征,并分析电池衰退变化;通过贝叶斯理论确定电池剩余寿命先验分布,提高电池剩余寿命预测的置信度;根据先验分布结果,构建锂离子电池剩余寿命预测模型,对电池寿命期望函数进行分析,进而实现新能源锂离子电池的有效利用。采用对比实验的形式,验证了该预测方法新能源锂离子电池剩余寿命预测效果更佳,可以应用于实际生活中。     

电动汽车动力锂离子电池寿命预测方法研究

对动力锂离子电池寿命预测的相关研究进展进行了综述。介绍了锂离子电池健康状态(SOH)衰减的机理和影响锂离子电池使用寿命的主要因素。重点介绍了动力锂离子电池寿命预测的方法,包括基于电池容量衰减的寿命预测模型、电池的健康状态估算和电池的加速寿命实验。展望了动力锂离子电池寿命预测方法在电池测试和产品开发方面的应用前景。     

锂离子电池剩余寿命预测研究

准确的锂离子电池剩余寿命预测对其安全有效管理及使用维护具有重要意义。针对锂离子电池寿命预测的研究现状进行分析,归纳总结了锂离子电池寿命建模思路。重点研究了近年来用于剩余寿命预测的技术、算法和模型,并分别比较了各类预测方法的优缺点,给出了锂离子电池剩余寿命预测亟待解决的问题及发展趋势。     

锂离子电池剩余寿命预测方法综述

准确预测锂离子电池的剩余寿命对提高设备的安全性和降低设备的维护成本具有重要意义.针对锂离子电池剩余寿命预测方法的研究现状进行分析,归纳总结了基于模型的方法、基于数据驱动的方法和基于融合的方法,对比分析了不同方法的优缺点.然后总结归纳了锂离子电池剩余寿命预测在实际应用中常见的两个问题,最后分析了未来的发展趋势和挑战.     

基于改进鸟群算法优化最小二乘支持向量机的锂离子电池寿命预测方法研究

随着锂离子电池的广泛应用,其寿命预测与健康管理已成为当今的热点问题。锂离子电池寿命预测对于电池管理系统的稳定运行有着重要意义。采用最小二乘支持向量机(LSSVM)模型对锂离子电池剩余寿命进行预测,并采用鸟群优化算法(BSA)对LSSVM参数进行寻优。为提高BSA的全局搜索能力,对BSA进行改进,并提出改进鸟群算法(IBSA)。最后,采用IBSA优化LSSVM模型,建立了IBSA-LSSVM预测模型并对锂离子电池剩余寿命进行预测。测试结果表明,IBSA-LSSVM模型对锂离子电池剩余寿命有良好的预测效果和预测稳定性。     

基于IGWO-MKELM的锂离子电池剩余使用寿命预测

随着锂离子电池在储能系统中比例迅速增大,为避免因电池性能退化导致的事故,如何准确预测锂离子电池剩余使用寿命就成为保障储能系统可靠运行的关键。针对锂离子电池剩余使用寿命预测的问题,提出一种改进灰狼优化多核极限学习机（IGWO-MKELM）预测方法。首先从电池充放电过程中提取能够表征电池寿命退化的间接健康因子作为输入量,然后采用改进灰狼算法对多核极限学习机参数进行寻优,建立改进灰狼优化多核极限学习机预测方法,最后使用NASA电池数据集进行仿真实验。结果表明,IGWO-MKELM方法可以更加精确地预测锂离子电池剩余寿命。     

锂离子电池剩余寿命间接预测方法研究

针对锂离子电池的容量在线测量困难的问题,提出了一种基于优化的融合型间接健康因子和改进的最小二乘支持向量机的锂离子电池剩余寿命间接预测方法.首先采用自适应健康因子提取方法提取了等电压升充电时间序列和等电流降充电时间序列,通过健康因子的线性组合和Box-Cox变换构建了优化的融合型健康因子.然后针对最小二乘支持向量机的超参数调整困难的问题,提出了基于粒子群优化的改进算法.在此基础上,构建了基于优化的融合型健康因子的锂离子电池剩余寿命间接预测方法.实验结果表明,提出的间接预测方法能够较好地拟合容量的退化过程,同时预测精度比基于单一健康因子的方法更高.     

基于BiGRU网络的锂电池寿命预测

锂离子电池寿命预测是电池健康管理的一项重要内容,针对锂离子电池使用寿命预测难和单向LSTM神经网络不能充分利用数据信息等问题,提出了一种基于BiGRU的神经网络模型并将电池容量数据作为关键因子的锂离子电池循环寿命预测方法.BiGRU的神经网络预测精度更高,且训练参数较少,验证了BiGRU模型的有效性.     

基于改进支持向量回归的锂电池剩余寿命预测

锂离子电池凭借其优越的性能广泛用于电动汽车及储能领域.然而,随着使用时间增加,锂离子电池性能大幅度衰退,会间接导致设备性能衰退或发生故障.因此,准确预测锂离子电池剩余有效寿命(RUL),能够对电池进行及时维护和更换,保障电池安全可靠运行.该文从充电过程中提取能够表征电池性能退化的间接健康因子,并利用Pearson和Spearman相关性分析法分析与容量之间的相关性;构建一种基于间接健康因子的改进蚁狮优化算法(IALO)支持向量回归(SVR)预测方法,实现在线准确预测锂离子电池RUL.利用NASA电池数据集对IALO-SVR方法进行验证,对比分析反向传播(BP)和SVR方法,实验结果表明,所构建的IALO-SVR方法能够更加准确地预测锂离子电池RUL.     

基于时间序列的电能表月故障数预测方法

针对当前国网信息系统中电能表故障预测模型比较简单、不够全面和没有具体电能表月故障数预测模型的问题,基于时间序列建立综合时间序列预测模型,实现对批次电能表月故障数较准确的预测。首先计算电能表月故障数的移动平均序列,去除微小波动;然后根据序列是否有明显长期趋势,选用ARIMA模型或指数平滑模型对移动平均序列进行预测;最后采用反向移动平均,实现对整个批次电能表月故障数准确的短期预测。通过与BP神经网络模型的预测进行对比,验证了综合时间序列模型的实用性和准确性。在此基础上,建立电能表月故障总数预测模型。计量资产管理部门可以根据所提方法对故障电能表数进行预测,根据预测结果进行备货,提高管理部门的资源配置合理性和工作效率。     

滑动平均法改进型灰色预测模型在德山开发区电力负荷预测中的应用

利用灰色控制理论对德山开发区电力需求量进行预测.用生成方法对原始数据进行处理,消除了影响电力需求量的众多非重要因素,并从原始数据中挖掘有用的信息,建立微分拟合方程,基于残差修正提出滑动平均法改进型灰色预测模型,增加当年数据的权重,避免数值的过度波动.德山开发区电力负荷预测结果表明该模型能有效提高预测精度.     

基于深度信念网络的供电可靠率预测模型

供电可靠率是供电服务水平的重要指标之一。提出了基于相关性分析和深度信念网络的供电可靠率预测模型。首先利用Pearson系数选取停电次数、最大负荷和用户电费均价系数作为输入特征集。然后将特征集输入到所建立的深度信念网络中,采用逐层无监督训练方法和反向传播训练方法对模型进行参数优化,通过该模型进行供电可靠率预测。最后将所提出的模型与传统人工神经网络、支持向量回归和差分整合移动平均自回归进行比较,结果验证了文章提出的供电可靠率预测模型的有效性。     

基于LSTSVR模型的边缘计算预测变压器平均油温及绕组热点温度

变压器绕组的热点温度过高,会导致变压器绝缘脆解、裂化甚至击穿短路。因此及时、准确地预测出变压器绕组的热点温度,对提高变压器运行的安全可靠性至关重要。利用最小二乘双支持向量回归机(LSTSVR)作为边缘计算模型,将变压器油中气体色谱分析数据信息与变压器负载电流、环境温度、顶层油温、上死角温度等变压器运行信息结合,构建监测系统架构,预测变压器的平均油温,并计算出绕组热点温度。将所提方法得到的数据与实测数据进行对比,结果利用LSTSVR模型实现了变压器平均油温及绕组热点温度的准确预测,且该模型的预测精度优于最小二乘支持向量回归机模型,有效地提高了绕组热点温度测量的精度。现场实例也证明了所提方法的有效性和可靠性。     

基于三端等效电路模型的FB-ZVZCS变换器控制环路设计方法

为保证平均电流型控制方式下输出宽范围可调电源的全局稳定性,采用新型的三端等效电路模型对系统进行小信号建模,避免了传统平均模型不能预测次谐波振荡的问题。基于该模型给出了比例积分型电流补偿器的设计方法,获得良好的电流控制特性;分析了稳态工作点对系统控制环路设计的影响,给出了适合宽变工作点条件下电压外环的设计方法,在保证全局稳定性的同时,系统能获得更宽的控制带宽;利用该方法对一台最大电流4A、输出电压50~600 V连续可调的FB-ZVZCS变换器进行控制环路设计。实验结果表明,变换器在各稳态工作点具有良好的稳定性和动态特性,验证了设计方法的正确性。     

基于模糊信息粒化和最小二乘支持向量机的风电功率 联合预测建模

提出一种基于模糊信息粒化和最小二乘支持向量机的风电功率平均值预测和风电功率波动范围预测的联合预测模型建模方法。该方法首先对训练样本进行模糊信息粒化,根据需要提取各个窗口的有效分量信息,即各窗口的最小值、大致平均值和最大值。其次应用最小二乘支持向量机对各个分量分别建立预测模型,并使用自适应粒子群算法对各个分量模型进行优化。最后使用优化后的最小二乘支持向量机模型对风电功率平均值和风电功率波动范围进行联合预测。实例研究表明,该联合预测模型可以有效进行风电功率平均值预测和风电功率波动范围预测的联合预测,并能有效跟踪风电功率变化。     

应用曲线分群预测的电动汽车充电设施规划方法

针对电动汽车公共充电设施的建设规划问题,以充电设施的建设数量满足电动汽车的充电需求为目标,建立电动汽车充电需求预测模型。采用基于充电电量曲线聚类的分群预测方法,应用霍普金斯统计量评估曲线聚类趋势,结合肘方法(elbow method)来选择合理的聚类数;考察各类典型充电电量曲线趋势和扰动方面的特征并选取适用的预测算法(Holt-Winters指数平滑、ARIMA模型),有效提高了电动汽车充电需求预测的准确性。采用某市15个行政区县的电动汽车充电数据进行实例分析,分析结果表明,利用此模型对电动汽车公用充电设施的充电需求进行预测,准确量化公共充电设施的建设规模,提高了公共充电设施投放的针对性。     

基于深度学习的机翼蒙皮载荷计算方法

针对传统的载荷标定方程计算机翼蒙皮载荷精度低的问题,提出了一种基于深度学习的机翼蒙皮载荷计算新方法。考虑真实机翼蒙皮受力复杂,首先建立了机翼蒙皮试验件模型,使用Ansys仿真软件对试验件进行有限元分析,获得应变与载荷仿真数据,并对仿真数据进行数据清洗与预处理;其次,构建深度神经网络模型,将应变与载荷作为神经网络模型的输入与输出值,采用Adam算法优化提出的载荷计算模型;最后,在测试集上对载荷值进行预测,使用平均相对误差与绝对值差作为评价指标。实验结果显示,基于深度学习的载荷计算方法在小载荷数据上平均绝对误差为0.081 N,在正常载荷数据上的平均相对误差为0.063 8%;与传统载荷计算方法比较,本文提出的新方法计算的载荷精度明显优于传统方法。     

生命旋回-Markov组合模型在年径流预报中的应用

河川径流预测是一个十分复杂的问题,生命旋回模型在进行径流趋势预测时具有对资料要求少、计算简单等优点,但由于模型机理的限制,进行预测时得到的序列很难反映径流序列的随机波动变化,且存在预测结果精度不高的缺点。针对这一问题,文中提出了一种新的径流预报模型——生命旋回-Markov组合预测模型。该模型用生命旋回模型预报河川径流的趋势项变化,用周期修正方法反映其径流周期性特征,用Markov模型预报其径流序列随机变化,在此基础上对黄河龙门水文站年径流进行预测时,拟合精度为89.13%,合格率为90.22%,表明该模型精度较高,可为水利工程运行管理提供水文依据。     

基于遗传-支持向量回归的离心泵性能曲线预测北大核心CSCD

针对离心泵多工况下性能预测不准确的问题,提出了一种基于遗传算法和支持向量回归的离心泵多工况性能预测模型。从35组离心泵性能曲线中提取673组多工况性能数据作为本次试验的样本,选择其中538个样本作为训练数据,135个样本为测试数据。选取比转速为32.2、47.2、58.7、92.8、128.2的5台离心泵,分别对其6个不同工况下的扬程和效率进行预测,最后与试验结果进行对比。对比结果表明,所提出的遗传-支持向量回归模型能有效的预测离心泵不同工况下的性能。其中,5台离心泵的扬程和效率的平均相对误差分别为0.49%、3.76%,而神经网络模型预测的扬程和效率的平均相对误差分别为1.12%、4.66%,平均相对误差同比上升128.57%、23.94%。