检索结果-内蒙古大学图书馆

储能科学与技术 2025年

作者：陈峥多功东申江卫沈世全刘昱魏福星昆明理工大学交通工程学院中国汽车技术研究中心有限公司

为克服传统健康状态估计方法中的特征提取质量不足、非线性特性复杂及模型参数优化困难等问题，本文提出一种基于容量增量分析与VMD-GWO-KELM的健康状态估计方法。首先，本文通过改进的基于洛伦兹函数的电压容量模型，对电池恒流充电过... 详细信息

为克服传统健康状态估计方法中的特征提取质量不足、非线性特性复杂及模型参数优化困难等问题，本文提出一种基于容量增量分析与VMD-GWO-KELM的健康状态估计方法。首先，本文通过改进的基于洛伦兹函数的电压容量模型，对电池恒流充电过程中的电压-容量数据进行拟合，提取峰电压、峰值和峰面积等健康特征，并利用灰狼优化算法完成模型参数识别，从而有效提升了特征提取质量和鲁棒性。其次，采用变分模态分解技术对健康状态信号进行多尺度分解，将模态分量作为独立子模型的输入，捕捉不同频域的关键特性，降低了信号混叠和噪声影响。然后，结合灰狼优化算法对核极限学习机模型的关键参数进行优化，显著提高了非线性拟合能力和估计精度。最后，通过不同训练量、不同估计模型对比和多电池数据的验证，全面评估模型性能。实验结果表明，本文提出的算法在仅使用100次循环数据的情况下，即可实现高精度健康状态估计，平均绝对误差为0.9751%，最大误差为1.9340%，同时表现出良好的鲁棒性和泛化能力。

关键词：锂离子电池健康状态容量增量分析变分模态分解灰狼优化核极限学习机

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基于容量增量分析的锂离子电池容量估计方法

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机械工程学报 2024年

作者：彭鹏杨瑞鑫孙万洲李正阳赫英浩陈满熊瑞南方电网调峰调频发电有限公司储能科研院北京理工大学机械与车辆学院

锂离子电池被广泛应用于新能源汽车和电化学储能系统，是实现碳中和目标的重要支撑。准确获取健康状态(Stateof health,SOH)是锂离子电池安全和高效应用的基础，然而，健康状态是电池内部隐含状态，难以直接测量。针对电池外部表征参数... 详细信息

锂离子电池被广泛应用于新能源汽车和电化学储能系统，是实现碳中和目标的重要支撑。准确获取健康状态(Stateof health,SOH)是锂离子电池安全和高效应用的基础，然而，健康状态是电池内部隐含状态，难以直接测量。针对电池外部表征参数难以准确映射内部老化状态问题，提出一种基于容量增量分析的磷酸铁锂锂离子电池容量在线估计方法。首先，分析容量增量曲线特征在不同老化状态和工作温度下的变化规律；其次，提取与电池容量强相关的曲线特征作为健康因子；随后，构建健康因子与电池老化状态的映射关系；最后，针对充电温度对估计结果的影响引入补偿机制，最终实现不同充电工况下电池最大可用容量的准确估计。验证结果表明，容量估计最大误差为0.36 A·h，对应的估计结果为47.747 A·h，最大相对误差为0.75%。

关键词：锂离子电池健康状态最大可用容量容量增量分析充电温度

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基于三支决策聚类的退役电池快速分选方法

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电源技术 2025年第1期49卷 147-154页

作者：王珍杰刘景霞宋中浩内蒙古科技大学自动化与电气工程学院内蒙古包头014000

单体电池性能一致性对所组成电池组的安全使用有重要影响,而高效的分选方法有助于降低这种不一致性。针对获取退役电池聚类特征用时长的问题,提出了一种从4 C电流下的容量增量(IC)曲线中提取聚类特征的方法;由于高效的划分聚类算法得到... 详细信息

单体电池性能一致性对所组成电池组的安全使用有重要影响,而高效的分选方法有助于降低这种不一致性。针对获取退役电池聚类特征用时长的问题,提出了一种从4 C电流下的容量增量(IC)曲线中提取聚类特征的方法;由于高效的划分聚类算法得到的二支决策聚类结果通常不利于分选电池的一致性,故采用由三支决策改进的K-means聚类算法,同时提出一种结合局部引力模型的网格划分矫正策略以准确划定三支决策中的核心对象。结果表明,该方法在筛选效率和分选电池一致性方面具有良好效果。

关键词：退役电池快速分选容量增量分析三支决策网格划分局部引力模型

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基于LOF和改进Elman的锂电池健康状态估计

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井冈山大学学报(自然科学版) 2025年第2期46卷 97-106页

作者：曹铭曾骥谢世坤邱嵩张文祥付艳恕南昌大学先进制造学院江西南昌330031 井冈山大学机电工程学院江西吉安343009 比亚迪汽车工业有限公司广东深圳518118

实现锂离子电池健康状态的准确估计,对于提高电池组的安全性能和使用性能、延长电池寿命以及提高能源利用率是至关重要。为了提高电池健康状态估计的准确性和鲁棒性,提出基于LOF异常值检测和改进Elman网络的电池健康状态估计方法。通过... 详细信息

实现锂离子电池健康状态的准确估计,对于提高电池组的安全性能和使用性能、延长电池寿命以及提高能源利用率是至关重要。为了提高电池健康状态估计的准确性和鲁棒性,提出基于LOF异常值检测和改进Elman网络的电池健康状态估计方法。通过容量增量分析提取IC曲线峰值、峰值位置、峰左右斜率四个特征,然后作为模型输入,利用LOF算法对输入数据异常值进行检测和处理,并采用SCA算法和集成学习Bagging方法,实验设计对Elman网络进行改进。最后,使用NASA数据集进行模型验证,结果表明,LOF-SCA-Elman-Bagging模型的估计平均均方根误差为1.04%,与BP、SVM、GPR相比,具有更高的估计准确性和鲁棒性。

关键词：电池健康状态容量增量分析神经网络局部异常因子鲁棒性

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基于锂离子电池容量增量曲线半峰面积的容量在线估计方法

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电工技术学报 2024年第17期39卷 5354-5364页

作者：李乐卿王鹏孙万洲彭鹏段砚州熊瑞南方电网调峰调频发电有限公司储能科研院广州510630 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

锂离子电池关键材料的持续突破和规模化应用是我国双碳目标实现的重要技术路径。然而,电池具有即用即衰性和老化特性的复杂性,准确的老化分析和容量估计极其困难。为此,该文发现了电池容量增量曲线半峰面积与寿命衰减的映射关系,提出了... 详细信息

锂离子电池关键材料的持续突破和规模化应用是我国双碳目标实现的重要技术路径。然而,电池具有即用即衰性和老化特性的复杂性,准确的老化分析和容量估计极其困难。为此,该文发现了电池容量增量曲线半峰面积与寿命衰减的映射关系,提出了基于充电容量增量曲线特征峰半峰面积的最大可用容量估计方法,明确了可用锂损耗为电池主要容量衰退模式,通过采用递推更新算法在线计算曲线特征峰半峰面积实施电池容量在线估计。考虑环境温度和充电倍率对容量估计算法的影响,进一步建立了基于环境温度、充电倍率的容量优化估计算法,不同老化状态和电池的验证结果表明最大可用容量估计误差小于3%。

关键词：锂离子电池容量估计老化模式容量增量分析

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融合电化学阻抗与容量增量曲线特征的锂电池健康状态算法研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第5期37卷 265-272页

作者：张兴红徐翊巩泽浩重庆理工大学两江国际学院重庆401135

针对锂离子电池的安全运行问题,提出了一种特征融合的锂电池健康状态预测算法。该框架融合了电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)与容量增量分析(incremental capacity analysis,ICA)的健康特征,使用卷积神经网络... 详细信息

针对锂离子电池的安全运行问题,提出了一种特征融合的锂电池健康状态预测算法。该框架融合了电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)与容量增量分析(incremental capacity analysis,ICA)的健康特征,使用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和改进型长短期记忆网络(long short term memory,LSTM)建立特征与健康状态的映射关系,利用量子粒子群优化(quantum particle swarm optimization,QPSO)算法对混合网络结构进行超参数优化。最后,利用NASA PCoE数据集验证了该方法的准确性与可靠性。

关键词：锂离子电池健康状态电化学阻抗谱容量增量分析

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基于改进GWO–SVR算法的锂电池剩余寿命预测

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工程科学学报 2024年第3期46卷 514-524页

作者：金辉胡寅逍葛红娟郝志鹏曾郑志远唐泽鹏南京航空航天大学民航学院南京211106 中国民航科学技术研究院北京100028

锂离子电池性能优越,已在B787等机型上得到应用.锂离子电池性能随着使用次数增加而衰退,准确预测锂电池剩余使用寿命从而及时维护/更换,对航班安全飞行具有重要意义.面向锂离子电池剩余寿命预测问题,本文采用容量增量分析等方法提取特征... 详细信息

锂离子电池性能优越,已在B787等机型上得到应用.锂离子电池性能随着使用次数增加而衰退,准确预测锂电池剩余使用寿命从而及时维护/更换,对航班安全飞行具有重要意义.面向锂离子电池剩余寿命预测问题,本文采用容量增量分析等方法提取特征,基于灰色关联分析计算特征与电池容量的关联程度并筛选特征,提出一种基于改进灰狼优化算法(Improved grey wolf optimization, IGWO)和支持向量回归(Support vector regression, SVR)的锂离子电池剩余寿命预测方法.作为近年研究热点的灰狼优化(Grey wolf optimization, GWO)算法寻优性能出色,但是在应用中容易陷入局部最优.针对此问题,IGWO对GWO算法中的位置更新方程进行优化,对狼群中的个体添加了记忆与飞行功能,增强了算法全局搜索和收敛能力;同时基于Skew Tent映射产生混沌序列,优化狼群初始位置分布.基于标准测试函数对比GWO和IGWO算法的寻优能力,结果表明IGWO算法的收敛速度和寻优效果更好,能够避开GWO陷入的局部最优,在部分测试函数上将寻优精度提升了几十个数量级;基于NASA锂离子电池数据集开展IGWO–SVR、GWO–SVR和SVR的剩余寿命预测能力对比实验,结果证明IGWO–SVR能够有效提高预测精度,与GWO–SVR相比预测均方根误差值降低了10%以上.

关键词：锂离子电池剩余寿命预测容量增量分析改进灰狼优化算法支持向量回归

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基于开路电压特性的动力电池健康状态诊断与估计

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北京交通大学学报 2016年第4期40卷 92-98页

作者：姜久春马泽宇李雪张彩萍张维戈北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心

电池系统复杂的配置和严苛、不确定性的工作环境造成的电池衰退过程极为复杂.为了准确地实施电池系统的管理与控制以保证其高效、可靠和安全运行,有效的电池健康状态诊断与估计必不可少.利用容量增量分析和差分电压分析等原位电化学分... 详细信息

电池系统复杂的配置和严苛、不确定性的工作环境造成的电池衰退过程极为复杂.为了准确地实施电池系统的管理与控制以保证其高效、可靠和安全运行,有效的电池健康状态诊断与估计必不可少.利用容量增量分析和差分电压分析等原位电化学分析方法对电池开路电压特性变化进行分析,建立电池容量衰退与其衰退机理的量化关系,追溯到电池衰退的源头,从衰退机理角度对电池健康状态进行更真实和更准确的诊断.同时,建立基于电池开路电压曲线的容量估计模型用于电池健康状态估计,该模型不仅能捕捉电池内部不同阶段电化学反应特性,而且具有较高的精度和鲁棒性.在电池全生命周期内,该模型估计误差均小于4%.

关键词：锂离子电池健康状态容量增量分析差分电压分析容量估计模型

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基于ICA和Box-Cox变换的锂离子电池SOH估计方法

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电力系统及其自动化学报 2022年第2期34卷 9-15页

作者：张吉昂王萍程泽天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

对锂离子电池的健康状态SOH(state of health)进行准确估计是锂离子电池安全稳定运行的重要保障,提出了一种基于容量增量分析ICA(incremental capacity analysis)和Box-Cox变换的锂离子电池SOH估计方法。首先,将电池恒流充电过程的IC曲... 详细信息

对锂离子电池的健康状态SOH(state of health)进行准确估计是锂离子电池安全稳定运行的重要保障,提出了一种基于容量增量分析ICA(incremental capacity analysis)和Box-Cox变换的锂离子电池SOH估计方法。首先,将电池恒流充电过程的IC曲线峰值高度ICP(peak of incremental capacity curve)作为健康特征HF(health factor),数学推导出ICP与健康状态的强相关性。结合卡尔曼滤波算法提取光滑的容量增量曲线。将电池容量衰退过程的前部分周期作为训练周期,通过Box-Cox变换将训练周期的ICP和SOH序列变换成线性关系,然后通过线性拟合来实现剩余周期的SOH估计。在Oxford和NASA数据集上进行实验验证,并与机器学习算法进行对比,结果表明所提方法具有较高的估计精度、较短的计算时间和较强的鲁棒性。

关键词：健康状态估计容量增量分析 Box-Cox变换线性模型

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锂离子电池过放电状态的阻抗特性研究

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电气工程学报 2022年第4期17卷 51-60页

作者：刘王泽宇李青庾甜甜熊锦晨张洪源董明任明西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

目前锂电池被广泛应用于电化学储能系统,但由于电池单体间的差异,单体电池常常存在过放电现象,给电池模组及储能系统的应用带来安全隐患,因此对过放电状态的锂电池进行检测与分析对于其安全应用具有重要意义。本文设计了正常循环和不同... 详细信息

目前锂电池被广泛应用于电化学储能系统,但由于电池单体间的差异,单体电池常常存在过放电现象,给电池模组及储能系统的应用带来安全隐患,因此对过放电状态的锂电池进行检测与分析对于其安全应用具有重要意义。本文设计了正常循环和不同程度过放电的电池循环试验,利用弛豫时间分布法、阻抗差异分析法和容量增量法对过放电状态的锂离子电池全寿命周期内的阻抗特性进行分析。结果表明,过放电会加速电池老化,可提高充放电过程温升;相较于正常循环,过放电循环使电池欧姆内阻与电荷转移电阻增大,SEI膜内阻减小,电荷传递电阻无明显变化,锂离子固相扩散电阻随着过放电程度增加,先减小后增大。本文结果为锂电池过放电内部特性研究和过放电检测提供理论依据。

关键词：锂离子电池过放电电化学阻抗谱容量增量分析

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