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一种电池相平面结合Conformer-BiGRU网络的电池内短路故障诊断方法
1
作者
毛琳
张海新
+2 位作者
何志伟
高明裕
董哲康
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第10期4031-4043,共13页
近年来,新能源汽车凭借环保与高效的优势迅速崛起,然而随着其市场规模的持续扩大,新能源汽车故障频发,安全性问题日益凸显。其中,内短路故障因其隐蔽性强、危害性大,成为最常见且最具威胁的故障之一。若不进行准确的诊断和处理,可能会...
近年来,新能源汽车凭借环保与高效的优势迅速崛起,然而随着其市场规模的持续扩大,新能源汽车故障频发,安全性问题日益凸显。其中,内短路故障因其隐蔽性强、危害性大,成为最常见且最具威胁的故障之一。若不进行准确的诊断和处理,可能会导致严重的安全事故。因此,开发高效且精准的内短路故障诊断方法具有重要的现实意义。该文提出了一种电池相平面方法结合卷积增强Transformer-双向门控循环单元(Conformer-BiGRU)网络的电池包内短路故障诊断方法。首先,利用改进的电池相平面对电池电压序列进行二维特征提取,以捕捉更深层次的空间和结构信息。其次,提出Conformer-BiGRU网络对电池电压序列进行特征学习。该网络包含卷积神经网络(CNN)分支和Transformer分支,用于提取局部特征和全局表示,通过特征耦合单元融合后输入BiGRU模块,对电池包中的电池单体进行分类,判断是否存在内短路故障。该文基于实验平台采集的故障数据对所提出的方法进行测试,其严重内短路故障的精确率在3种国际标准工况下分别达到94.30%,92.77%和94.85%。同时,该方法在轻度、中度和严重内短路故障数据集中,所提出方法的和F1分数在3种工况下平均达到91.26%,85.17%和88.09%。实验结果表明该方法具有更好的鲁棒性,为提升新能源汽车的安全性提供了新的解决方案。
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关键词
新能源汽车
电池组
故障诊断
内短路
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职称材料
高阶矩匹配的动态分布自适应电池组故障诊断方法
2
作者
官思伟
何志伟
+3 位作者
董哲康
童宏涛
马沈辉
高明裕
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第10期4018-4030,共13页
锂离子电池作为是一种具有高度复杂电化学反应的系统,为了满足电动汽车的功率和能量需求,需要将大量电池串并联组成电池组。然而,电池组的安全问题成为其广泛应用的关键挑战。现有电池组诊断方法在实际应用中存在不足,主要受限于运行条...
锂离子电池作为是一种具有高度复杂电化学反应的系统,为了满足电动汽车的功率和能量需求,需要将大量电池串并联组成电池组。然而,电池组的安全问题成为其广泛应用的关键挑战。现有电池组诊断方法在实际应用中存在不足,主要受限于运行条件的多变性和故障样本的稀缺性。此外,电池组电压呈现复杂的非高斯分布,使得基于差异的领域自适应方法仅能表征有限的故障统计特征。针对上述问题,该文提出一种高阶矩匹配的动态分布自适应电动汽车电池组多故障诊断方法,该方法在源域中学习可迁移特征,从而实现目标域中的故障诊断,可诊断的故障类型包括内部短路、电压传感器漂移故障、电压传感器噪声故障和电池不一致故障。所提方法通过动态因子评估边缘和条件分布的相对重要性,动态学习域不变特征。此外,该方法还利用高阶矩匹配对非高斯分布的电池放电特征进行精细化领域对齐。在3种不同的电动汽车标准运行工况下进行的跨域故障诊断实验结果表明,该方法优于现有的基线方法,并实现了平均94.9%F1分数的故障诊断性能。
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关键词
电池故障诊断
新能源汽车
动态分布自适应
高阶矩匹配
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职称材料
模块化可拼搭组合的水下机器人设计与实现
3
作者
王宇航
周元龙
+8 位作者
俞宙
毛祎萌
彭时林
于海滨
丁彤茜
杨洺惠泽
叶卓远
常家祥
王屿劼
《海洋学报》
北大核心
2025年第8期82-91,共10页
为使水下机器人(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)可以迅速适应不同应用场景,设计了一种模块化可拼搭组合的无人水下航行器。UUV采用长方体模块作为基本组成部件,通过无线电能与数据传输实现了模块间非电气接触式互联,避免了传统水密...
为使水下机器人(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)可以迅速适应不同应用场景,设计了一种模块化可拼搭组合的无人水下航行器。UUV采用长方体模块作为基本组成部件,通过无线电能与数据传输实现了模块间非电气接触式互联,避免了传统水密接插件的使用。模块设计为主控、拓展两种类型,可根据任务需求进行自由组合,并通过特殊的滑块与卡扣结构实现模块间快速装配与稳固连接。通过模块拼搭试验验证了模块间的拼搭拓展能力,通过水下试验验证了模块间通信和无线电能传输的可行性。无线电能传输测试显示,模块在水下环境中可稳定输出电压,满足设备运行需求。原理样机水下运行测试验证了整体方案的可行性。模块化可拼搭设计为UUV在各种应用场景中的灵活部署与功能扩展提供了广泛的可能性。
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关键词
模块化
无线供电
无线通信
水下机器人
拼搭组合
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职称材料
题名
一种电池相平面结合Conformer-BiGRU网络的电池内短路故障诊断方法
1
作者
毛琳
张海新
何志伟
高明裕
董哲康
机构
杭州
电子
科技大学
电子
信息学院
全省智能汽车电子研究重点实验室
出处
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第10期4031-4043,共13页
基金
国家自然科学基金(62227802)。
文摘
近年来,新能源汽车凭借环保与高效的优势迅速崛起,然而随着其市场规模的持续扩大,新能源汽车故障频发,安全性问题日益凸显。其中,内短路故障因其隐蔽性强、危害性大,成为最常见且最具威胁的故障之一。若不进行准确的诊断和处理,可能会导致严重的安全事故。因此,开发高效且精准的内短路故障诊断方法具有重要的现实意义。该文提出了一种电池相平面方法结合卷积增强Transformer-双向门控循环单元(Conformer-BiGRU)网络的电池包内短路故障诊断方法。首先,利用改进的电池相平面对电池电压序列进行二维特征提取,以捕捉更深层次的空间和结构信息。其次,提出Conformer-BiGRU网络对电池电压序列进行特征学习。该网络包含卷积神经网络(CNN)分支和Transformer分支,用于提取局部特征和全局表示,通过特征耦合单元融合后输入BiGRU模块,对电池包中的电池单体进行分类,判断是否存在内短路故障。该文基于实验平台采集的故障数据对所提出的方法进行测试,其严重内短路故障的精确率在3种国际标准工况下分别达到94.30%,92.77%和94.85%。同时,该方法在轻度、中度和严重内短路故障数据集中,所提出方法的和F1分数在3种工况下平均达到91.26%,85.17%和88.09%。实验结果表明该方法具有更好的鲁棒性,为提升新能源汽车的安全性提供了新的解决方案。
关键词
新能源汽车
电池组
故障诊断
内短路
Keywords
New energy vehicles
Battery packs
Fault diagnosis
Internal Short Circuit(ISC)
分类号
TN911 [电子电信—通信与信息系统]
TP183 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
高阶矩匹配的动态分布自适应电池组故障诊断方法
2
作者
官思伟
何志伟
董哲康
童宏涛
马沈辉
高明裕
机构
杭州
电子
科技大学
电子
信息学院
全省智能汽车电子研究重点实验室
出处
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第10期4018-4030,共13页
基金
国家重点研发计划(2023YFB2504100)
国家自然科学基金(62171170,62227802)。
文摘
锂离子电池作为是一种具有高度复杂电化学反应的系统,为了满足电动汽车的功率和能量需求,需要将大量电池串并联组成电池组。然而,电池组的安全问题成为其广泛应用的关键挑战。现有电池组诊断方法在实际应用中存在不足,主要受限于运行条件的多变性和故障样本的稀缺性。此外,电池组电压呈现复杂的非高斯分布,使得基于差异的领域自适应方法仅能表征有限的故障统计特征。针对上述问题,该文提出一种高阶矩匹配的动态分布自适应电动汽车电池组多故障诊断方法,该方法在源域中学习可迁移特征,从而实现目标域中的故障诊断,可诊断的故障类型包括内部短路、电压传感器漂移故障、电压传感器噪声故障和电池不一致故障。所提方法通过动态因子评估边缘和条件分布的相对重要性,动态学习域不变特征。此外,该方法还利用高阶矩匹配对非高斯分布的电池放电特征进行精细化领域对齐。在3种不同的电动汽车标准运行工况下进行的跨域故障诊断实验结果表明,该方法优于现有的基线方法,并实现了平均94.9%F1分数的故障诊断性能。
关键词
电池故障诊断
新能源汽车
动态分布自适应
高阶矩匹配
Keywords
Battery fault diagnosis
Electric vehicles
Dynamic distribution self-adaptation
Higher-order moment matching
分类号
TN911 [电子电信—通信与信息系统]
TP183 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
模块化可拼搭组合的水下机器人设计与实现
3
作者
王宇航
周元龙
俞宙
毛祎萌
彭时林
于海滨
丁彤茜
杨洺惠泽
叶卓远
常家祥
王屿劼
机构
杭州
电子
科技大学机械工程学院
杭州鳌海海洋工程技术有限公司
杭州
电子
科技大学
电子
信息学院
全省智能汽车电子研究重点实验室
出处
《海洋学报》
北大核心
2025年第8期82-91,共10页
基金
浙江省领雁计划资助项目(2024C02G2042842)
国家级大学生创新创业训练计划资助项目(202310336053)。
文摘
为使水下机器人(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)可以迅速适应不同应用场景,设计了一种模块化可拼搭组合的无人水下航行器。UUV采用长方体模块作为基本组成部件,通过无线电能与数据传输实现了模块间非电气接触式互联,避免了传统水密接插件的使用。模块设计为主控、拓展两种类型,可根据任务需求进行自由组合,并通过特殊的滑块与卡扣结构实现模块间快速装配与稳固连接。通过模块拼搭试验验证了模块间的拼搭拓展能力,通过水下试验验证了模块间通信和无线电能传输的可行性。无线电能传输测试显示,模块在水下环境中可稳定输出电压,满足设备运行需求。原理样机水下运行测试验证了整体方案的可行性。模块化可拼搭设计为UUV在各种应用场景中的灵活部署与功能扩展提供了广泛的可能性。
关键词
模块化
无线供电
无线通信
水下机器人
拼搭组合
Keywords
modular design
wireless power supply
wireless communication
underwater robot
assembly combination
分类号
P754 [天文地球—海洋科学]
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一种电池相平面结合Conformer-BiGRU网络的电池内短路故障诊断方法
毛琳
张海新
何志伟
高明裕
董哲康
《电子与信息学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
高阶矩匹配的动态分布自适应电池组故障诊断方法
官思伟
何志伟
董哲康
童宏涛
马沈辉
高明裕
《电子与信息学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
模块化可拼搭组合的水下机器人设计与实现
王宇航
周元龙
俞宙
毛祎萌
彭时林
于海滨
丁彤茜
杨洺惠泽
叶卓远
常家祥
王屿劼
《海洋学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
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