[發(fā)明專利]基于稀疏系數(shù)多核相關(guān)向量機(jī)的鋰電池剩余壽命預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710447298.4
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107015165B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張朝龍;何怡剛;袁莉芬;李志剛;項(xiàng)勝;尹柏強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 安慶師范大學(xué)
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/392
• 代理公司: 34112 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 余成俊

1.基于稀疏系數(shù)多核相關(guān)向量機(jī)的鋰電池剩余壽命預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）通過測量獲取鋰電池各個(gè)充放電周期的健康狀況數(shù)據(jù)；

（2）對鋰電池的容量測量數(shù)據(jù)進(jìn)行集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解去噪；

對鋰電池的容量測量數(shù)據(jù)執(zhí)行集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，生成數(shù)個(gè)本征模態(tài)函數(shù)和一個(gè)余量，通過相關(guān)系數(shù)法判斷和原本數(shù)據(jù)相關(guān)的各個(gè)本征模態(tài)函數(shù)，組合生成接近原本數(shù)據(jù)的去噪數(shù)據(jù)；

通過相關(guān)系數(shù)法判斷和原本數(shù)據(jù)相關(guān)的各個(gè)本征模態(tài)函數(shù)，相關(guān)系數(shù)法計(jì)算的是各個(gè)本征模態(tài)函數(shù)和測量數(shù)據(jù)之間的相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)大于0.2的包括了弱相關(guān)、中等相關(guān)和強(qiáng)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)低于0.2的為極弱相關(guān)或無相關(guān)性；本征模態(tài)函數(shù)若和原本數(shù)據(jù)相關(guān)，計(jì)算的本征模態(tài)函數(shù)和測量數(shù)據(jù)之間的相關(guān)系數(shù)需要大于0.2，即至少是弱相關(guān)；

（3）計(jì)算鋰電池失效的容量閾值；

（4）基于鋰電池的容量去噪數(shù)據(jù)序列和充放電周期數(shù)據(jù)序列，應(yīng)用粒子群算法優(yōu)化生成稀疏系數(shù)多核相關(guān)向量機(jī)的稀疏系數(shù)；

鋰電池的容量去噪數(shù)據(jù)為H₁, H₂,…, H_n，其中n≥1，為測量的周期數(shù)，對應(yīng)的容量去噪數(shù)據(jù)序列為[H₁, H₂,…, H_n]，鋰電池的容量去噪數(shù)據(jù)的各個(gè)充放電周期依次為T₁, T₂,…, T_n，對應(yīng)的充放電周期數(shù)據(jù)序列為[T₁, T₂,…, T_n]；稀疏系數(shù)多核相關(guān)向量機(jī)是指相關(guān)向量機(jī)的核函數(shù)是采用3個(gè)不同階次的多項(xiàng)式核函數(shù)和10個(gè)不同寬度因子的高斯核函數(shù)的線性組合，這13個(gè)核函數(shù)的系數(shù)由粒子群算法優(yōu)化生成，其中對預(yù)測貢獻(xiàn)極小的核函數(shù)，其系數(shù)被粒子群算法清零，故稱該相關(guān)向量機(jī)為稀疏系數(shù)多核相關(guān)向量機(jī)；其中，應(yīng)用粒子群算法優(yōu)化生成稀疏系數(shù)多核相關(guān)向量機(jī)的稀疏系數(shù)的過程為：

（4.1）初始化粒子群算法參數(shù)，包括位置、速度、尋優(yōu)范圍和進(jìn)化次數(shù)，其中將核函數(shù)的系數(shù)映射為粒子的多維位置；

（4.2）計(jì)算每一個(gè)粒子的適應(yīng)度，根據(jù)適應(yīng)度得出每一個(gè)粒子的個(gè)體最優(yōu)位置和粒子群的全局最優(yōu)位置；

（4.3）對每一個(gè)粒子進(jìn)行速度與位置的更新；

（4.4）重復(fù)（4.2）和（4.3）直至最大進(jìn)化次數(shù)，將全局最優(yōu)位置的多維位置輸出為核函數(shù)的系數(shù)；部分核函數(shù)對訓(xùn)練數(shù)據(jù)預(yù)測的貢獻(xiàn)極小，其系數(shù)在粒子群算法優(yōu)化生成過程中被清零，剩下的系數(shù)即為相關(guān)向量機(jī)核函數(shù)的稀疏系數(shù);

（5）應(yīng)用稀疏系數(shù)多核相關(guān)向量機(jī)預(yù)測鋰電池的剩余壽命。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于稀疏系數(shù)多核相關(guān)向量機(jī)的鋰電池剩余壽命預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟（1）中，鋰電池的健康狀況數(shù)據(jù)是指鋰電池的容量數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于稀疏系數(shù)多核相關(guān)向量機(jī)的鋰電池剩余壽命預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟（3）中，鋰電池失效的容量閾值是鋰電池標(biāo)稱容量的65%-75%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于稀疏系數(shù)多核相關(guān)向量機(jī)的鋰電池剩余壽命預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟（5）中，剩余壽命是指鋰電池發(fā)生失效前剩余的充放電周期數(shù)；應(yīng)用稀疏系數(shù)多核相關(guān)向量機(jī)預(yù)測鋰電池的剩余壽命的方法為：對T_n之后每個(gè)充放電周期的鋰電池容量進(jìn)行連續(xù)預(yù)測，找到第一次滿足H_n+g≥H_threshold且H_n+g+1<H_threshold條件的第T_n+g個(gè)充放電周期，則鋰電池在第T_n+g個(gè)充放電周期后失效，其剩余壽命為g個(gè)充放電周期，其中H_threshold是該鋰電池失效的容量閾值。