【摘要】：隨著社會經濟和儲能技術的發(fā)展,鋰電池以其放電電壓穩(wěn)定性高、循環(huán)使用壽命長、體積小質量輕、綠色環(huán)保等優(yōu)勢,廣泛應用于社會各個領域。但是鋰電池存在健康問題,其性能會隨著使用不斷退化,有時候還可能發(fā)生意外的故障導致鋰電池失效而產生嚴重后果。因此,根據歷史監(jiān)測數據對鋰電池健康進行預測,對于鋰電池的運行和維護具有重要的意義。本文采用數據驅動方法,將高斯過程回歸應用到鋰電池健康預測領域,對鋰電池的健康狀態(tài)和剩余使用壽命進行預測研究。本文的主要工作有:(1)針對當前高斯過程回歸在選擇核函數時,沒有統(tǒng)一的理論支撐的問題,系統(tǒng)分析了單一核函數和核函數的超參數對預測分布的影響,在此基礎上引出組合核函數,使用基于組合核函數的高斯過程回歸模型對鋰電池的健康狀態(tài)和剩余使用壽命進行離線預測,與使用單一核函數進行預測的結果對比發(fā)現(xiàn),基于組合核函數的高斯過程回歸在保證局部學習能力的同時提高了泛化能力,有效地提高了預測精度。(2)為解決高斯過程回歸在面對大數據集時,時間復雜度過大導致回歸預測時間過長的問題,采用標準高斯過程回歸、稀疏偽輸入法、迭代高斯過程回歸方法進行建模,并就時間復雜度和預測精度進行比較。結果表明,迭代高斯過程回歸方法,相對于稀疏偽輸入法具有更高的精度,相對于標準高斯過程回歸能在保證精度的前提下,有效地減少回歸預測時間。(3)針對高斯過程回歸無法根據新樣本實時更新預測模型的問題,使用迭代高斯過程回歸方法進行鋰電池健康狀態(tài)的預測,并與標準高斯過程回歸方法進行比較,在保證精度的前提下,迭代高斯過程回歸方法可以根據新獲取的樣本動態(tài)的更新預測模型,不需要重復進行歷史樣本訓練,相對于標準高斯過程回歸具有更快地更新速度。
【圖文】：

有鋰離子的化合物作為材料，，電解液一般使用含鋰鹽的有機溶劑，由于鋰離子電逡逑池兩極不存在金屬形態(tài)的鋰，因此有較高的安全性。逡逑鋰電池的工作原理如圖２－１所示。鋰離子在正負極碳材料的遷入遷出移動形成逡逑了鋰離子的濃度差，鋰離子的移動實際上就是鋰電池的充放電過程。充電過程中，逡逑金屬鋰氧化物在鋰電池正極上由于電勢差產生鋰離子Ｌｉ＋，Ｌｉ＋受兩極電壓差的作逡逑用，通過電解液移動到鋰電池的負極。負極的石墨呈層狀結構，有很多可以吸附逡逑Ｌｉ＋的小孔，隨著移動到負極并進入石墨層小孔中的Ｌｉ＋不斷增多，鋰電池的充電逡逑容量也不斷升高。放電過程中，負極的石墨層電離出Ｌｉ＋，并在電位差的作用下回逡逑到正極，因此移動到正極的Ｌｉ＋越多，鋰電池所釋放的能量就越多。逡逑正極邐丨一魅■—〉邐負極逡逑■ｆｉ逡逑堘？邐筑（＾）邐石墨■■■■ｈ逡逑圖２－１鋰電池工作原理逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋Ｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ邋ｂａｔｔｅｒｙ逡逑２．１．２鋰電池退化原理分析逡逑鋰電池雖然是一種高效的循環(huán)充放電電池，但是它的循環(huán)壽命仍是有限的，逡逑從鋰電池內部的電化學反應可知

邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００邐１２０邐１４０邐１６０邐１８０逡逑電池循環(huán)周期逡逑圖２－２鋰電池Ｂ５的容量退化曲線逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｃａｐａｃｉｔｙ邋ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｂａｔｔｅｒｙ邋Ｂ５逡逑２．１邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐！邐Ｉ邐：邐Ｉ逡逑（１，２．０３５）逡逑２＼＼ｋ邐＇逡逑ｒ：：邋＼邐：：逡逑邐
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM912

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 劉開云;劉保國;徐沖;;基于遺傳 組合核函數高斯過程回歸算法的邊坡非線性變形時序分析智能模型[J];巖石力學與工程學報;2009年10期

2 孔銳,施澤生,郭立,張國宣;利用組合核函數提高核主分量分析的性能[J];中國圖象圖形學報;2004年01期

相關博士學位論文 前1條

1 徐沖;分岔隧道設計施工優(yōu)化與穩(wěn)定性評價[D];北京交通大學;2011年

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1 祁麗潔;基于高斯過程回歸模型的貝葉斯濾波故障診斷方法研究[D];北京交通大學;2017年

本文編號：2594737