[發明專利]一種對鋰電池放電時溫度場分布變化進行在線預測的方法

在審

• 申請號: 202110797599.6
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113722877A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 賴添城;楊海東;徐康康;金熹;印四華;朱成就;劉澤錕;雷紹俊;譚喜;許瀟
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06N3/08;G06Q10/04;G06F119/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉俊

1.一種對鋰電池放電時溫度場分布變化進行在線預測的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：使用COMSOL鋰電池仿真獲得鋰電池工作過程內部溫度數據；

S2：采用時空分離的建模策略，對鋰離子電池工作時的溫度分布變化進行建模；

S3：采用基于正則化與遺忘因子的在線順序極限學習機，來實現對鋰離子電池放電時溫度場分布變化進行在線預測。

2.根據權利要求1所述的對鋰電池放電時溫度場分布變化進行在線預測的方法，其特征在于，所述步驟S1中，采用COMSOL Multiphysics仿真平臺對鋰電池工作過程進行數值模擬仿真，獲得鋰電池放電全過程溫度分布變化數據，用于后續建模工作。

3.根據權利要求2所述的對鋰電池放電時溫度場分布變化進行在線預測的方法，其特征在于，所述步驟S2中，根據時空分離的框架，采用核主成分分析法KPCA獲得空間基函數，采用數據驅動模型獲得低階時序預測模型，建立基于KPCA和數據驅動模型的鋰電池溫度場模型。

4.根據權利要求3所述的對鋰電池放電時溫度場分布變化進行在線預測的方法，其特征在于，所述步驟S2中，空間基函數表示成時空變量的線性結合形式：

其中，表示空間基函數；y(x,t)表示時空變量；

由輸入空間的M個樣本x_k(k＝1,...,M)變換可得特征空間F，對F的自相關矩陣求特征值和特征向量，得下式：

引入N×N核矩陣K：

對特征向量進行歸一化處理：

其中p是核矩陣中非零特征值的個數；

對數據的核矩陣進行歸一化處理：

其中，

定義累積貢獻率：

其中λ_i是核矩陣對應的特征值。

5.根據權利要求4所述的對鋰電池放電時溫度場分布變化進行在線預測的方法，其特征在于，所述步驟S2中，采用核主成分分析法KPCA獲得空間基函數的過程是：

對于采集到的溫度數據T(x,t)，采用核主成分分析法KPCA的方法學習空間基函數過程是：

1)、根據輸入空間的溫度的時空分布數據，結合式(2)和式(3)，求得核矩陣的中心化修正矩陣K～；

2)、使用Jacobi迭代法，求修正核矩陣的特征值λ′₁,...,λ′_N和特征向量α′₁，...，α′_N；

3)、根據式(4)對得到的特征向量α′₁，...，α′_N進行歸一化，若需得到單位正交化的特征向量α₁，...，α_N，還需要對特征向量進行施密特正交化；

4)、按照特征值從大到小的順序，重新排列對應的特征向量；

5)、選擇合適的累計貢獻率E作為確定空間基函數個數的依據，依次計算前n個主分量的累積貢獻率E₁,...,E_n,當E_nE時，選擇前n個特征向量作為主分量；

6)、通過快照法，將上一步獲得的主分量代入式(1)求得相應的空間基函數，然后通過三次樣條插值法將離散的空間基函數轉換成在空間上連續分布的基函數