久久88香港三级台湾三级中文-久久91-久久91精品国产91久-久久91精品国产91久久-久久91精品国产91久久户

  • 頭條大連交通大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在準(zhǔn)確估計(jì)鋰電池荷電狀態(tài)研究上取得新進(jìn)展
    2022-07-28 作者:潘錦業(yè)、王苗苗 等  |  來源:《電氣技術(shù)》  |  點(diǎn)擊率:
    分享到:
    導(dǎo)語鋰離子電池是電動汽車、無人機(jī)及電力電子設(shè)備的儲能系統(tǒng)組件,對其進(jìn)行準(zhǔn)確的荷電狀態(tài)(SOC)估計(jì)對于正確決策、安全控制和維護(hù)具有重要意義。針對鋰離子電池SOC估計(jì)問題,大連交通大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院的研究人員潘錦業(yè)、王苗苗 等,在2022年第4期《電氣技術(shù)》上撰文,采用長短期記憶(LSTM)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭建鋰離子電池SOC估計(jì)模型,將電池電壓、電流、溫度作為輸入,建立多層LSTM預(yù)測模型,采用Adam優(yōu)化算法與Dropout正則化方法完成LSTM模型的訓(xùn)練。 測試結(jié)果表明,在模型訓(xùn)練過程中加入Adam優(yōu)化算法與Dropout正則化方法,使模型對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集的非線性和初始荷電狀態(tài)的不確定性具有魯棒性。

    研究背景

    隨著“十四五”綱要將“資源環(huán)境”改為“綠色生態(tài)”,節(jié)能減排規(guī)劃正式落地。鋰離子電池提供了一種有前途的化石燃料替代方案。鋰離子電池具有充電快、能量密度高、成本低、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于電動汽車、無人機(jī)、個人移動設(shè)備、便攜式儀器、智能電網(wǎng)儲能設(shè)備等。

    鋰離子電池的荷電狀態(tài)(SOC)估計(jì)、剩余電量確定,不僅會顯著影響其動力系統(tǒng)的性能,例如電動汽車的駕駛范圍,而且對于評估鋰離子電池的健康狀況和確保鋰離子電池動力系統(tǒng)的安全性同樣很重要。由于鋰離子在極端動態(tài)運(yùn)行時,具有非線性和時變特性,因此準(zhǔn)確估計(jì)SOC是一個必須解決的關(guān)鍵問題。

    論文所解決的問題及意義

    鋰離子電池作為一個動態(tài)系統(tǒng),對前后時間具有依賴性,本文提出基于Adam優(yōu)化與Dropout正則化的LSTM模型對鋰離子電池的荷電狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)。LSTM旨在通過學(xué)習(xí)噪聲和動態(tài)模型來解決非高斯噪聲下的非線性時變系統(tǒng)預(yù)測問題。

    LSTM能夠捕獲電池序列數(shù)據(jù)的前后時間依賴性,找出鋰離子電池可觀變量與SOC值的非線性映射關(guān)系,并利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)來學(xué)習(xí)鋰離子電池的非線性動態(tài)特征,利用NASA PCoE研究中心鋰離子電池測試數(shù)據(jù)集評估該方法的性能。

    圖1 LSTM單元結(jié)構(gòu)

    論文方法及創(chuàng)新點(diǎn)

    本文以電壓、電流和鋰電池溫度作為輸入?yún)?shù),輸出值為SOC,搭建LSTM進(jìn)行性能對比。在LSTM基礎(chǔ)上添加Dropout正則化,以增強(qiáng)模型的泛化能力。在模型訓(xùn)練階段,使用Adam優(yōu)化器以不同的學(xué)習(xí)率優(yōu)化交叉熵。多層長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)荷電狀態(tài)估計(jì)模型如圖2所示。

    圖2 多層長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)荷電狀態(tài)估計(jì)模型

    利用Adam優(yōu)化算法與Dropout正則化建立多層LSTM荷電狀態(tài)估計(jì)模型,訓(xùn)練過程如圖3所示。本文實(shí)驗(yàn)通過比較LSTM使用Adam優(yōu)化算法和使用SGD優(yōu)化算法的MAE與RMSE來驗(yàn)證所提方法的有效性。在本文的應(yīng)用場景中,選擇RMSE和MAE來進(jìn)行綜合評估,誤差值越小表示模型預(yù)測性能越好。

    圖3 LSTM模型訓(xùn)練過程

    結(jié)論

    本文提出一種使用Adam優(yōu)化算法與LSTM相結(jié)合的鋰離子電池SOC估計(jì)方法,該方法避免了由于鋰離子電池材料不同而建立復(fù)雜的物理化學(xué)模型的過程。運(yùn)用本文所述方法建立容量預(yù)測模型,經(jīng)實(shí)驗(yàn)對比分析,得出以下結(jié)論:

    1)采用Adam優(yōu)化算法作為優(yōu)化器,有利于模型快速找到全局最小點(diǎn),降低數(shù)據(jù)初期對模型的影響,增強(qiáng)模型的準(zhǔn)確度與收斂速度。

    2)預(yù)測結(jié)果的平均絕對誤差均值低于2%、方均根誤差均值低于1%。同時模型具有較好的泛化能力。

    3)相比于SGD優(yōu)化算法的LSTM模型,本文所提模型在不同老化程度、不同初始容量的鋰離子電池中都可以得到較為準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果,擬合精度更高,模型預(yù)測性能更好。

    本文編自2022年第4期《電氣技術(shù)》,論文第一作者為潘錦業(yè),1997年生,碩士研究生,研究方向?yàn)榭刂乒こ獭1菊n題得到了2020年遼寧省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目“列控系統(tǒng)故障診斷和預(yù)警機(jī)制的研究”、2021遼寧省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“高速列車無線健康管理通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”的支持。

    引用本文

    潘錦業(yè), 王苗苗, 闞威, 高永峰. 基于Adam優(yōu)化算法和長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋰離子電池荷電狀態(tài)估計(jì)方法[J]. 電氣技術(shù), 2022, 23(4): 25-30. PAN Jinye, WANG Miaomiao, KAN Wei, GAO Yongfeng. State of charge estimation of lithium-ion battery based on Adam optimization algorithm and long short-term memory neural network. Electrical Engineering, 2022, 23(4): 25-30.

主站蜘蛛池模板: 国产高清在线精品免费不卡 | 黄色片1级| 1024毛片| 欧美片免费观看网址 | 午夜激情网站 | 黄色小视频网 | 六度国产福利午夜视频黄瓜视频 | 中国国产成人精品久久 | 欧美精品国产 | 一级成人毛片免费观看欧美 | 九九成人| 国产主播在线看 | 久热精品男人的天堂在线视频 | qvod高清在线成人观看 | 打电话系列国产在线 | 香蕉久久精品 | 交在线观看网站视频 | 亚洲一区二区三区四区五区 | 制服丝袜日韩欧美 | 欧美亚洲在线观看 | 日本黄大片影院一区二区 | 自拍啪啪 | 日韩在线二区 | 被公侵犯肉体中文字幕一区二区 | 国产精品一区二区手机看片 | 国产免费黄色片 | 成人午夜兔费观看网站 | 黄色a级毛片 | 国产视频一区二区 | 久久久久久久综合狠狠综合 | 日韩免费一区二区三区在线 | 国内精品伊人久久久影视 | 欧美黑b | 亚洲午夜久久久久久91 | 91视频免费观看网站 | 一区二区手机视频 | 欧美日韩不卡中文字幕在线 | 国产国产成人人免费影院 | 综合区小说区图片区在线一区 | 国产午夜亚洲精品第一区 | 国产精品视频九九九 |