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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于优化VMD-SSA-LSTM算法的锂离子电池RUL预测
  • 作者

    朱宗玖 顾发慧

  • 单位

    安徽理工大学电气与信息工程学院

  • 摘要
    目的 为了避免锂电池在使用的过程中可能会出现容量虚假回升现象,从而导致电池在超出退化标准后继续使用造成风险。方法 提出基于鲸鱼优化算法(WOA)、分模态分解(VMD)、麻雀搜索算法(SSA)和长短时记忆神经网络(LSTM)的组合预测算法对锂离子电池剩余寿命(RUL)进行预测。首先对于变分模态分解模态数K和惩罚因子a以往需要凭经验确定的问题,提出使用WOA对VMD的两个参数进行寻优。其次将原始容量退化数据根据上一步确定的参数进行模态分解,得到有限个模态分量。由于经过分解过后得到的残差分量的起伏性较大,因此将其作为其中的一个分量。最后,使用SSA优化LSTM的超参数,并对得到的模态分量和残差分量进行预测,并将预测的各个分量重构得到预测结果。结果 采用NASA PCoE实验室公开的锂电池失效数据集进行实验,验证了所提出的WOA-VMD-SSA-LSTM优化算法相较于其他2种优化算法,在平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和平均相对百分误差(MAPE)3项评价标准中都是最低,且MAPE小于1%。结论 该优化算法对于锂电池RUL预测具有不错的精度和稳定性,为锂电池RUL预测提供了一种新的预测模型的同时,也为VMD超参数的选择和确定提供了一种新方法。
  • 关键词

    RUL预测VMD锂离子电池LSTMSSA

  • 基金项目(Foundation)
    安徽省自然科学基金资助项目(1808085MF169);安徽高校自然科学研究项目(KJ2018A0086);
  • 文章目录

    1 理论背景
    1.1 鲸鱼优化算法
    1)包围猎物
    2)狩猎行为
    3)搜索猎物
    1.2 变分模态分解
    1)构造变分问题
    2)求解变分问题
    1.3 麻雀搜索算法
    1)发现者位置更新
    2)加入者位置更新
    3)警戒者位置更新
    1.4 长短时记忆神经网络
    2 WOA-VMD-SSA-LSTM算法
    2.1 数据集介绍
    2.2 WOA优化VMD超参数
    2.3 SSA优化LSTM的超参数
    2.4 基于SSA的LSTM预测模型
    2.5 模型评估标准
    3 实验验证结果分析
    4 结论与展望
  • 引用格式
    [1]朱宗玖,顾发慧.基于优化VMD-SSA-LSTM算法的锂离子电池RUL预测[J].安徽理工大学学报(自然科学版),2024,44(02):11-19.
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