北京理工大學何洪文獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉北京理工大學申請的專利一種基于嵌入式光纖傳感器的動力電池高精度溫度場建模方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119558187B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-02發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411639375.2,技術領域涉及:G06F30/27;該發明授權一種基于嵌入式光纖傳感器的動力電池高精度溫度場建模方法是由何洪文;王浩宇;王子麒;徐恒;龔思凱;郭勛誠;耿一騰設計研發完成,并于2024-11-15向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于嵌入式光纖傳感器的動力電池高精度溫度場建模方法在說明書摘要公布了:本發明提供了一種基于嵌入式光纖傳感器的動力電池高精度溫度場建模方法,其通過無損方式搭建分布式光纖溫度傳感系統獲取電池內外溫度數據,并且僅利用電池電壓、電流、溫度等較少量的參數,建立基于GRU神經網絡的電池內部溫度場預測模型;在模型的訓練中引入了貝葉斯優化算法進行超參數搜索,能夠有效提高訓練速度,基于EKF的電池SOC與SOH聯合估計結果作為模型輸入,使溫度場建模精度也得以保證。本發明的方法可廣泛適用于多種型號的商用電池,有助于及早識別如負極析鋰、內短路、過充等可能導致內部異常高溫的各類故障,進而能夠提高電池的使用安全性,并從整體層面提升動力電池智能化管理的水平。
本發明授權一種基于嵌入式光纖傳感器的動力電池高精度溫度場建模方法在權利要求書中公布了:1.一種基于嵌入式光纖傳感器的動力電池高精度溫度場建模方法,其特征在于:具體包括以下步驟: 步驟一、將光纖傳感器布置在商用動力電池單體表面,并對電池單體進行無損式光纖植入,由此組成分布式光纖溫度傳感器系統,用于測量動力電池表面和內部的溫度; 步驟二、對電池單體建立包含兩個RC網絡的電池雙極化等效電路模型以及相應的狀態方程,并對狀態方程進行離散化和線性化處理,得到由電壓、電流數據矩陣和系統參數矩陣組成的形式; 步驟三、利用采集的電池電壓、電流數據對系統參數矩陣進行參數辨識,并解析出由系統參數表示的歐姆內阻R0、極化內阻RD1和RD2以及極化電容CD1和CD2; 步驟四、由動力電池SOC、兩個RC網絡的環路電壓組成狀態變量,端電壓作為觀測變量,建立系統狀態方程和觀測方程,并對動力電池的SOC和SOH執行基于擴展卡爾曼濾波的聯合估計; 步驟五、基于門控循環單元GRU神經網絡建立動力電池內部溫度場預測模型,并基于貝葉斯優化算法進行GRU神經網絡的超參數搜索;動力電池內部溫度場預測模型以電池電壓、電流、SOC和SOH的聯合估計結果以及電池外部溫度作為輸入,電池內部的溫度場分布作為輸出; 步驟六、利用分布式光纖溫度傳感器系統采集的電池表面溫度數據,動力電池電壓、電流數據和SOC、SOH的聯合估計結果,對所建立的動力電池內部溫度場預測模型進行訓練,并利用分布式光纖溫度傳感器采集的電池內部溫度驗證模型的訓練精度; 步驟七,將訓練好的動力電池內部溫度場預測模型在線應用,使其根據動力電池的電壓、電流、SOC和SOH及外部溫度數據直接輸出內部的溫度場分布結果。
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