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武汉大学学报(理学版)2025年第06期:融合LSTM与Informer网络的锂离子电池SOH估计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:胡远志;陈飞;刘西;冯仁华;舒星;

单位:重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室;

摘要:锂离子电池在长期使用过程中易发生容量衰退,显著影响电动汽车的续航性能和安全。为精准评估电池的健康状态(SOH),建立了一种融合长短期记忆神经网络(LSTM)和Informer网络的锂离子电池SOH估计方法。采用局部离群因子(LOF)算法对实验电池的充电数据进行预处理,提取电池充电电压曲线的最大切线角及其对应时间作为健康特征,并基于Spearman相关系数分析了其与SOH之间的相关性。结合LSTM在局部特征提取方面的优势与Informer捕捉全局依赖关系方面的能力,构建了融合LSTM与Informer的串联网络,并将提取的健康特征作为模型输入,实现了对电池SOH的精确估算。实验结果表明,该方法在估算精度上具有显著优势,最大绝对误差可控制在2.5%以内,均方根误差(RMSE)和平均绝对值误差(MAE)均控制在1%以内。与传统单一网络对比,该方法具有更优的估算性能与泛化能力。

关键词:锂离子电池;;电池健康状态(SOH);;异常值处理;;长短期记忆(LSTM)网络;;Informer网络

基金资助:国家自然科学基金(52407237);; 重庆市技术创新与应用发展专项(CSTC2021jscx-cylhx0006,CSTB2023TIAD-STX0036);; 重庆市自然科学基金(CSTB2024NSCQ-MSX0389,CSTB2023NSCQ-LZX0065);; 重庆市教委科学技术研究计划(KJQN202401129)