[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于時(shí)空特征的燃料電池電壓預(yù)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911256579.7
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111046550B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳小娟;張銘濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06N3/04;G06N3/08;G01R31/392;G01R31/396;G01R31/367
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專(zhuān)利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

1.一種基于電壓時(shí)空特征的燃料電池電壓預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括局部燃料電池電壓時(shí)空特征提取模塊、圖嵌入模塊與電壓預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)；

局部燃料電池電壓時(shí)空特征提取模塊，用于提取待預(yù)測(cè)單電池臨近R個(gè)電池在一段時(shí)間內(nèi)的電壓數(shù)據(jù)的時(shí)空特征作為該單電池的局部燃料電池電壓時(shí)空特征；

圖嵌入模塊，用于根據(jù)燃料電池中所有單電池的歷史電壓數(shù)據(jù)得到各單電池的圖嵌入特征，圖嵌入特征具有反映所有單電池間電壓衰退曲線(xiàn)相似性強(qiáng)弱的特性；

電壓預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，用于根據(jù)待預(yù)測(cè)單電池的局部燃料電池電壓時(shí)空特征與各單電池的圖嵌入特征得到未來(lái)時(shí)刻該單電池的電壓值。

2.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，局部燃料電池電壓時(shí)空特征提取模塊包括卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)CNN、長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)LSTM；CNN輸出至LSTM，LSTM的輸出與圖嵌入模塊的輸出至一個(gè)全連接層；

CNN用于從提取當(dāng)前時(shí)刻的待預(yù)測(cè)單電池的局部燃料電池電壓空間特征，將提取的電壓空間特征并輸出至LSTM；

LSTM用于根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的單電池的電壓空間特征和上一時(shí)刻該單電池的電壓時(shí)空特征得到當(dāng)前時(shí)刻該單電池的電壓時(shí)空特征，一方面將當(dāng)前時(shí)刻單電池的電壓時(shí)空特征輸出至電壓預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，另一方面將當(dāng)前時(shí)刻單電池的電壓時(shí)空特征進(jìn)行保存，用于LSTM的下一時(shí)刻單電池的電壓時(shí)空特征提取。

3.如權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其特征在于，局部燃料電池電壓時(shí)空特征提取模塊從燃料電池中所有M個(gè)單電池的歷史電壓數(shù)據(jù)中提取當(dāng)前待預(yù)測(cè)單電池周?chē)R近的R個(gè)單電池的在一個(gè)時(shí)間段的電壓數(shù)據(jù)的具體方法為：

已知燃料電池從t-S-1時(shí)刻到t時(shí)刻的電壓；

其中，表示第m個(gè)單電池在第i時(shí)刻的電壓值，單電池序號(hào)變量，時(shí)間段中每個(gè)時(shí)刻的序號(hào)變量；

為了預(yù)測(cè)下一時(shí)刻t+1第m個(gè)單電池的電壓值，只考慮與第m個(gè)單電池臨近的R個(gè)單電池對(duì)第m個(gè)電池的影響，R=2r，當(dāng)前時(shí)刻t的局部燃料電池電壓數(shù)據(jù)抽取電壓數(shù)據(jù)為：

。

4.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，電壓預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)包含特征組合模塊和全連接層；特征組合模塊用于將局部燃料電池電壓時(shí)空特征提取模塊的輸出與圖嵌入模塊的輸出組合輸出至全連接層，全連接層的輸出為該單電池的電壓預(yù)測(cè)值。