基于变分模态分解与集成深度模型的 锂电池剩余寿命预测方法
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TH165 TP206+. 3

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国家自然科学基金(51505277)项目资助


Remaining useful life prediction method of lithium battery based on variational mode decomposition and integrated deep model
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    摘要:

    锂电池剩余寿命(RUL)预测对于锂电池安全使用至关重要。 由于锂电池使用过程中存在容量再生现象和随机干扰等 因素,导致单一尺度信号下单一模型的预测精度及泛化性能较差。 针对上述问题,提出一种新的基于变分模态分解(VMD)与 集成深度模型的锂电池剩余寿命预测方法。 首先,采用变分模态分解将锂电池容量数据进行多尺度分解,得到信号的全局退化 趋势和局部随机波动分量;然后,分别采用多层感知机(MLP)和长短期记忆神经网络(LSTM)对全局退化趋势和各波动分量进 行建模;最后,将各个分量子模型的预测结果进行集成,获得最终的锂电池剩余寿命预测结果。 实验结果表明,该方法具有较高 的预测精度与稳定性。

    Abstract:

    Remaining useful life (RUL) prediction of lithium battery is very important for the safe using of lithium batteries. Due to the capacity regeneration phenomenon and random interferences in the using process of lithium batteries, the prediction accuracy and generalization performance of a single model with a single-scale signal are relatively poor. Aiming at these problems, a new RUL prediction method based on variational mode decomposition (VMD) and integrated deep model is proposed. Firstly, VMD is used to decompose the lithium battery capacity data to obtain the global degradation trend of the signal and the local random fluctuation components in multiple scales. Then, the global degradation trend and various fluctuation components are modeled using multilayer perceptron (MLP) and long short-term memory (LSTM) neural network, respectively. Finally, the prediction results of the sub-models of various components are integrated to obtain the final remaining useful life prediction result of the lithium battery. Experiment results show that the proposed method possesses high prediction accuracy and stability.

    参考文献
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引用本文

王 冉,后麒麟,石如玉,周雁翔,胡 雄.基于变分模态分解与集成深度模型的 锂电池剩余寿命预测方法[J].仪器仪表学报,2021,(4):111-120

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  • 在线发布日期: 2023-06-28
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