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武汉大学学报(理学版)2025年第03期:基于IEA-T和CNN-BiLSTM-SimAM的锂离子电池健康状态估计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张朝龙;刘梦玲;张俣峰;陈阳;华国庆;谢敏;江乐阳;

单位:金陵科技学院智能科学与控制工程学院;武汉大学电气与自动化学院;

摘要:为提升锂离子电池健康状态(SOH)估计的准确性,克服现有估计方法无法全面刻画电池衰退细节的局限,提出一种融合距离交并比损失函数(DIoUloss)与无参注意力机制(SimAM)的多特征卷积神经网络-双向长短期记忆网络(CNNBiLSTM)的锂电池SOH估计方法。该方法将锂离子电池增量能量面积(IEA)和充电时长(T)组成IEA-T特征用于电池SOH的估计,将DIoUloss函数和SimAM机制融合于CNN-BiLSTM模型,建立CNN-BiLSTM-SimAM锂离子电池SOH估计模型。对锂离子电池的循环老化实验进行测试,相比起GRU、SVR、CNN-LSTM和CNN-BiLSTM等方法,本文提出的方法能更有效地表征电池健康的衰退细节,决定系数高于0.96,均方根误差低于0.020,表现出良好的准确性和效率。

关键词:锂离子电池;;健康状态(SOH);;卷积神经网络-双向长短期记忆网络(CNN-BiLSTM);;距离交并比损失(DIoUloss)函数;;无参注意力机制(SimAM);;增量能量

基金资助:国家重点研发计划“智能电网技术与装备”重点专项(2023YFB2406900);; 江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究重大项目(23KJA480002);; 江苏高校“青蓝工程”中青年学术带头人(2024);; 金陵科技学院高层次人才项目(jit-rcyj-202202);; 2024年大学生创新训练项目(202413573009Z);; 2024年金陵科技学院“科教融合”项目(2024KJRH09)