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强干扰下基于VMD三次分解的锂电池健康状态估计方法
1
作者
蔡志端
张吴哲
+1 位作者
吴成傲
童嘉阳
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第4期1631-1644,共14页
针对传感器测量噪声或工况导致的电流突变对锂电池容量增量曲线造成的强干扰而引发的电池健康状态评估不准确的问题,本工作创新地提出了一种基于三次变分模态分解的解决方法,以提高电池健康状态评估的准确性。首先,通过双重变分模态分...
针对传感器测量噪声或工况导致的电流突变对锂电池容量增量曲线造成的强干扰而引发的电池健康状态评估不准确的问题,本工作创新地提出了一种基于三次变分模态分解的解决方法,以提高电池健康状态评估的准确性。首先,通过双重变分模态分解技术,对受干扰影响的容量增量曲线进行去噪处理,干扰源包括全域电压噪声、局部电压噪声以及局部电流突变噪声等,并对去噪之后得到的曲线提取峰值特征量;其次,为进一步提升峰值特征量表征电池健康状态的能力,对所提取的峰值特征量再次使用变分模态分解,并依据皮尔逊相关性分析,将模态分量重构为主退化趋势和波动趋势两个分量,主退化趋势分量反映了特征量随着时间推移的整体衰减情况,而波动趋势则捕捉了特征量较短时间内的变化特性,两者共同作为健康特征用于锂电池的健康状态估计;最后,基于NASA数据集,采用长短期记忆网络等算法进行电池健康估计验证实验。实验结果表明,本工作所提出的方法在强干扰环境下对锂电池健康状态估计有效,且能达到良好的估计精度与优势。
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关键词
容量增量
变分模态双重分解
噪声
主退化趋势
波动趋势
长短期记忆网络
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职称材料
跨座式单轨交通直流牵引系统故障列车识别方法
2
作者
张向亮
刘永生
+4 位作者
蔡志端
王孝顺
罗四倍
单丰
祝艳华
《都市快轨交通》
北大核心
2024年第6期78-84,共7页
针对跨座式单轨交通直流牵引系统正极回路与列车车身发生短路故障危及城市轨道交通的安全运营问题,基于跨座式单轨交通直流牵引系统双边供电等值模型,分析正极回路与车体发生短路时故障列车和正常列车接地电流和负极受电电流幅值的特征...
针对跨座式单轨交通直流牵引系统正极回路与列车车身发生短路故障危及城市轨道交通的安全运营问题,基于跨座式单轨交通直流牵引系统双边供电等值模型,分析正极回路与车体发生短路时故障列车和正常列车接地电流和负极受电电流幅值的特征差异,提出一种基于接地电流和负极受电电流幅值比较的故障列车识别方法,并通过MATLAB仿真和现场试验对所提方法进行测试。研究结果表明:即使正常列车的车体接地继电器GR等值电阻由750Ω大幅降至0.75Ω时,故障列车的接地电流幅值始终大于整定值和负极受电电流幅值,本文所提方法能够准确地识别出故障列车,验证了方法的有效性。
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关键词
城市轨道交通
直流牵引系统
故障识别
接地电流
负极受电电流
跨座式单轨
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职称材料
基于变分模态分解与特征增强的锂电池健康状态估计方法
3
作者
张吴哲
蔡志端
+2 位作者
吴成傲
郑炜
童嘉阳
《储能科学与技术》
2025年第9期3599-3610,共12页
锂电池因其高能量密度、生命周期长等优点,已广泛应用于电动汽车、储能系统和便携设备等领域。然而,锂电池在使用过程中不可避免地会出现容量再生现象,这一现象会影响电池健康状态的评估精度。针对这一问题,本工作提出了一种结合变分模...
锂电池因其高能量密度、生命周期长等优点,已广泛应用于电动汽车、储能系统和便携设备等领域。然而,锂电池在使用过程中不可避免地会出现容量再生现象,这一现象会影响电池健康状态的评估精度。针对这一问题,本工作提出了一种结合变分模态分解和生成对抗网络的电池健康状态估计方法,以降低容量再生现象对电池健康状态评估精度的影响。首先,通过变分模态分解对锂电池在放电过程中反映容量再生现象的等压降放电时间特征量进行多尺度分解,并根据皮尔逊相关系数分析,分离出主退化趋势分量与局部波动分量,以更好地表征电池健康状态。主退化趋势分量反映了电池整体退化的趋势,而局部波动分量则反映了容量再生现象引起的局部变化特性。接着,为了进一步增强局部波动分量中与容量再生现象相关的特征,对其进行傅里叶变换,提取其中反映容量再生现象的中低频段分量。针对这些频段的分量,使用生成对抗网络进行数据生成,将生成的数据与变分模态分解后的多特征结合,构建新的多特征集;然后,采用支持向量机算法对新的多特征集进行训练,实现对锂电池健康状态的准确估计;最后,基于NASA数据集和CALCE数据集进行验证实验。实验结果表明,所提出的方法相比于传统方法,均方根误差均能控制在4.5%以内,能够有效降低容量再生现象对电池健康评估精度的影响。
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关键词
容量再生
局部波动分量
傅里叶变换
支持向量机
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职称材料
题名
强干扰下基于VMD三次分解的锂电池健康状态估计方法
1
作者
蔡志端
张吴哲
吴成傲
童嘉阳
机构
湖州
学院智能制造学院
湖州
师范学院工学院
湖州市绿色能源材料与电池梯次利用重点实验室
出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第4期1631-1644,共14页
基金
浙江省湖州市基础公益研究计划项目(2022gz02)。
文摘
针对传感器测量噪声或工况导致的电流突变对锂电池容量增量曲线造成的强干扰而引发的电池健康状态评估不准确的问题,本工作创新地提出了一种基于三次变分模态分解的解决方法,以提高电池健康状态评估的准确性。首先,通过双重变分模态分解技术,对受干扰影响的容量增量曲线进行去噪处理,干扰源包括全域电压噪声、局部电压噪声以及局部电流突变噪声等,并对去噪之后得到的曲线提取峰值特征量;其次,为进一步提升峰值特征量表征电池健康状态的能力,对所提取的峰值特征量再次使用变分模态分解,并依据皮尔逊相关性分析,将模态分量重构为主退化趋势和波动趋势两个分量,主退化趋势分量反映了特征量随着时间推移的整体衰减情况,而波动趋势则捕捉了特征量较短时间内的变化特性,两者共同作为健康特征用于锂电池的健康状态估计;最后,基于NASA数据集,采用长短期记忆网络等算法进行电池健康估计验证实验。实验结果表明,本工作所提出的方法在强干扰环境下对锂电池健康状态估计有效,且能达到良好的估计精度与优势。
关键词
容量增量
变分模态双重分解
噪声
主退化趋势
波动趋势
长短期记忆网络
Keywords
capacity increment
variational mode decomposition
noise
primary degradation trend
fluctuation trend
long short term memory network
分类号
TM912 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
跨座式单轨交通直流牵引系统故障列车识别方法
2
作者
张向亮
刘永生
蔡志端
王孝顺
罗四倍
单丰
祝艳华
机构
湖州
学院智能制造学院
湖州市绿色能源材料与电池梯次利用重点实验室
南京南瑞继保电气有限公司
国网江苏省电力有限公司南京供电分公司
出处
《都市快轨交通》
北大核心
2024年第6期78-84,共7页
基金
浙江省自然科学基金资助项目(LY19F030002)。
文摘
针对跨座式单轨交通直流牵引系统正极回路与列车车身发生短路故障危及城市轨道交通的安全运营问题,基于跨座式单轨交通直流牵引系统双边供电等值模型,分析正极回路与车体发生短路时故障列车和正常列车接地电流和负极受电电流幅值的特征差异,提出一种基于接地电流和负极受电电流幅值比较的故障列车识别方法,并通过MATLAB仿真和现场试验对所提方法进行测试。研究结果表明:即使正常列车的车体接地继电器GR等值电阻由750Ω大幅降至0.75Ω时,故障列车的接地电流幅值始终大于整定值和负极受电电流幅值,本文所提方法能够准确地识别出故障列车,验证了方法的有效性。
关键词
城市轨道交通
直流牵引系统
故障识别
接地电流
负极受电电流
跨座式单轨
Keywords
urban rail transit
DC traction system
fault identification
grounding current
negative electric current
straddle-seat monorail
分类号
U231 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
基于变分模态分解与特征增强的锂电池健康状态估计方法
3
作者
张吴哲
蔡志端
吴成傲
郑炜
童嘉阳
机构
湖州
师范学院工学院
出处
《储能科学与技术》
2025年第9期3599-3610,共12页
基金
浙江省湖州市基础公益研究计划项目(2022gz02)。
文摘
锂电池因其高能量密度、生命周期长等优点,已广泛应用于电动汽车、储能系统和便携设备等领域。然而,锂电池在使用过程中不可避免地会出现容量再生现象,这一现象会影响电池健康状态的评估精度。针对这一问题,本工作提出了一种结合变分模态分解和生成对抗网络的电池健康状态估计方法,以降低容量再生现象对电池健康状态评估精度的影响。首先,通过变分模态分解对锂电池在放电过程中反映容量再生现象的等压降放电时间特征量进行多尺度分解,并根据皮尔逊相关系数分析,分离出主退化趋势分量与局部波动分量,以更好地表征电池健康状态。主退化趋势分量反映了电池整体退化的趋势,而局部波动分量则反映了容量再生现象引起的局部变化特性。接着,为了进一步增强局部波动分量中与容量再生现象相关的特征,对其进行傅里叶变换,提取其中反映容量再生现象的中低频段分量。针对这些频段的分量,使用生成对抗网络进行数据生成,将生成的数据与变分模态分解后的多特征结合,构建新的多特征集;然后,采用支持向量机算法对新的多特征集进行训练,实现对锂电池健康状态的准确估计;最后,基于NASA数据集和CALCE数据集进行验证实验。实验结果表明,所提出的方法相比于传统方法,均方根误差均能控制在4.5%以内,能够有效降低容量再生现象对电池健康评估精度的影响。
关键词
容量再生
局部波动分量
傅里叶变换
支持向量机
Keywords
capacity regeneration
local fluctuation component
Fourier transform
support vector machine
分类号
TM912 [电气工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
强干扰下基于VMD三次分解的锂电池健康状态估计方法
蔡志端
张吴哲
吴成傲
童嘉阳
《储能科学与技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
跨座式单轨交通直流牵引系统故障列车识别方法
张向亮
刘永生
蔡志端
王孝顺
罗四倍
单丰
祝艳华
《都市快轨交通》
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于变分模态分解与特征增强的锂电池健康状态估计方法
张吴哲
蔡志端
吴成傲
郑炜
童嘉阳
《储能科学与技术》
2025
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职称材料
已选择
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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