【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種鋰離子電池溫度預(yù)測模型，屬電池應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、鋰離子電池溫度的準(zhǔn)確預(yù)測有利于提高電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)熱監(jiān)控及熱控制的精度?。然而鋰離子電池?zé)徇^程屬于一類典型的拋物型分布參數(shù)系統(tǒng)，具有時空耦合、強非線性及時變特性。因此，建立準(zhǔn)確的鋰離子電池溫度預(yù)測模型極為困難。
2、近年來，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的時空建模方法廣泛應(yīng)用于鋰離子電池溫度預(yù)測。該類方法的建模過程分為三步。首先基于傳感器采集的溫度分布數(shù)據(jù)，利用降維方法將溫度變量分離成空間基函數(shù)和時間系數(shù)。其中，卡洛南-洛伊?(kl)方法是最常用的降維方法之一。但是kl方法是一種全局線性方法，忽略了電池溫度數(shù)據(jù)間的局部流形信息，容易造成時空分布信息的丟失。為解決這一問題，部分學(xué)者將局部線性嵌入(lle)及基于拉普拉斯特征映射(le)等局部流形降維方法引入到時空建?？蚣苤?。然而，lle和le無法為降維后的數(shù)據(jù)提供合適的轉(zhuǎn)換函數(shù)，因此具有一定的局限性。當(dāng)獲得時間系數(shù)后，時空建模方法的第二步就是使用機器學(xué)習(xí)方法，如超限學(xué)習(xí)機、最小二乘支持向量機等，建立揭示鋰離子電池輸入與時間系數(shù)函數(shù)關(guān)系的時序模型。然而，超限學(xué)習(xí)機、最小二乘支持向量機等方法沒有考慮權(quán)值隨機給定會給輸出結(jié)果增加不確定性。最后，在獲得時序模型后，時空建模方法的第三步通過時空合成，即可重構(gòu)出原始的電池溫度分布。
3、為了解決傳統(tǒng)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的時空建模方法存在的問題，提出了基于正交局部保持投影(olpp)的時空建模方法。首先使用olpp把電池溫度數(shù)據(jù)分離為空間基函數(shù)及時間系數(shù)。olpp是一種流形學(xué)習(xí)方法
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種基于時空模型的鋰離子電池溫度預(yù)測模型，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了如下方案：本專利技術(shù)提供一種基于時空模型的鋰離子電池溫度預(yù)測模型，所述方法步驟如下：
3、s1、基于傳感器采集的鋰電池溫度分布數(shù)據(jù)，利用降維方法將溫度變量分離成空間基函數(shù)和時間系數(shù)；
4、s2、將收集的電流電壓數(shù)據(jù)，以及分離的時間系數(shù)作為enelm模型的輸入，得到預(yù)測的時間系數(shù)作為輸出；
5、s3、將分離的空間基函數(shù)與預(yù)測的時間系數(shù)進行時空合成，得到重構(gòu)的鋰電池溫度分布數(shù)據(jù)。
6、優(yōu)選地，所述s1包括以下步驟：
7、s1-1、采集鋰電池溫度數(shù)據(jù)，其x,?y為空間坐標(biāo)，n為傳感器的數(shù)量，t為時間，l0為總時長；
8、s1-2、基于olpp對鋰電池溫度數(shù)據(jù)進行模型階數(shù)為n的時空分離，
9、???????????????????（1）
10、olpp通過求解以下優(yōu)化函數(shù)來獲得第 i個正交基函數(shù)：
11、?,?????????????（2）
12、其中， x=[ t(:,1), t(:,2),…, t(:, l0)]為溫度數(shù)據(jù)矩陣；為前 i-1個空間基函數(shù)矩陣； d為對角元素為的對角矩陣； s ij為相似性矩陣 s的第 i行第 j列元素； l=d-s為拉普拉斯矩陣。一般而言，相似性矩陣使用下式計算：
13、
14、這里，可使用設(shè)置閾值 θ，若，則認(rèn)為 t(:, i)與 t(:, j)近鄰。
15、定義矩陣為：
16、
17、那么，可通過以下過程求解公式（2）：
18、1）計算空間基函數(shù)：
19、對矩陣進行特征分解，并將具有最小特征值的特征向量作為第1個空間基函數(shù)；
20、2）計算空間基函數(shù)：
21、定義矩陣 m i為：
22、
23、其中， i為單位矩陣。之后，對矩陣 m i進行特征分解，并將具有最小特征值的特征向量作為第 i個空間基函數(shù)；
24、3）重復(fù)步驟2），直到 i= n；
25、由以上過程獲得的空間基函數(shù)是正交的，但為準(zhǔn)確重構(gòu)時空變量，還需對空間基函數(shù)進行單位化?；诳臻g基函數(shù)的單位正交性質(zhì)，結(jié)合公式（1），即可由下式計算時間系數(shù)：
26、
27、優(yōu)選地，所述s2包括以下步驟：
28、s2-1、構(gòu)建elm模型，對于單個elm模型，其隱藏層輸出表達式可以表示為：
29、
30、上式中hi(x)代表elm第i個隱藏層節(jié)點輸出，g(·)表示激活函數(shù)，wi代表隨機輸入權(quán)重，bi代表隱藏神經(jīng)元偏置，elm的輸出y可以表達為：
31、
32、上式中l(wèi)代表隱藏層節(jié)點數(shù),β=[β1,…,?βl]t是隱藏層到輸出層之間的連接權(quán)重,h=[h1(x),?…,?hl(x)]為隱藏層輸出。elm的學(xué)習(xí)目標(biāo)就是找到使得訓(xùn)練誤差最小的輸出權(quán)重??，最優(yōu)??的求解可以通過下式計算：
33、
34、上式中的h+為h的廣義逆矩陣；
35、s2-2、使用采集的電流電壓數(shù)據(jù)以及分離的時間系數(shù)作為n個單個elm模型的輸入，得到n個預(yù)測時間系數(shù)輸出；
36、s2-3、根據(jù)z分?jǐn)?shù)理論設(shè)計了一套“可信度評價規(guī)則”來剔除不可信的估計值。
37、
38、上式中x為單個elm模型的輸出結(jié)果，μ為n個elm模型輸出結(jié)果的均值，σ為n個elm模型輸出結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差。認(rèn)為每一個z值再區(qū)間（-3，3）內(nèi)的結(jié)果可信，反之不可信。對所有可信結(jié)果求均值，將其作為最終結(jié)果輸出。
39、優(yōu)選地，所述s3包括以下步驟：
40、s本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種基于時空模型的鋰離子電池溫度預(yù)測模型，其特征在于，包括以下幾個步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時空模型的鋰離子電池溫度預(yù)測模型，其特征在于，所述S1包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時空模型的鋰離子電池溫度預(yù)測模型，其特征在于，所述S2包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時空模型的鋰離子電池溫度預(yù)測模型，其特征在于，所述S3包括以下步驟：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于時空模型的鋰離子電池溫度預(yù)測模型，其特征在于，包括以下幾個步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時空模型的鋰離子電池溫度預(yù)測模型，其特征在于，所述s1包括以下步驟：
3....
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曾建邦，段興兵，劉霏霏，覃清梅，黃豪，沈超群，胡亦非，李彬彬，
申請(專利權(quán))人：華東交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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