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基于支持向量机与改进高斯过程混合模型的车用电池容量预测方法*
李雨佳, 欧阳权, 刘灏仪, 祝铭烨, 王志胜
电气工程学报    2024, 19 (1): 87-96.   DOI: 10.11985/2024.01.009
摘要   (302 HTML32 PDF(pc) (124993KB)(243)  

基于数据驱动的容量预测有助于锂电池健康管理以延长其使用寿命。然而,目前大多数相关方法基于实验室数据展开,无法反映实际复杂工况下车用电池老化特性。因此,本文利用电动汽车实车数据,设计了一种基于支持向量机与改进高斯过程的混合模型,实现了车用电池容量的精确预测。首先从汽车实时运行数据集中利用滑动窗口安时积分法提取其容量数据,设计了集合经验模态分解方法,将电池容量分为长期退化趋势和短期波动两部分,然后分别设计支持向量机与改进高斯过程对这两个分量进行建模,将结果融合得到最终的容量预测值。基于三辆实车数据集的试验结果表明,所提出的方法可以适用于实车数据的高精度容量预测。


图9 不同方法三步预测结果对比
正文中引用本图/表的段落
为了进一步展示所提方法的优势,图9、10展示了三辆车多步预测的结果,从表2所提供的精度数据来看,本文提出的混合模型具有明显的优势,在大多数情况下预测效果都优于其他传统模型,即使在实车1和2的六步预测中,在RMSE参数上SVM击败了本文所提模型,但这两种方法之间的性能差异也非常小,可以忽略不计。而出现这种现象可能是由于均方根误差会对大误差进行平方,使大误差对整体误差的贡献更大,而平均绝对误差和平均绝对百分比误差只考虑误差本身,会导致大误差和小误差对整体的贡献度相同,而所提混合模型在进行六步预测时虽然正确度好,但是精密度稍差,所以导致RMSE参数上表现不如SVM好。此外,三步预测和六步预测的结果通常不如单步预测的结果准确,这是因为多步预测误差会随着步数的增加而累积,并且随着预测步数的增加,捕捉容量的变化趋势变得更加困难,导致预测难度变大,但是本文所提模型依然在大部分时候都优于其他模型,更加证明了其优越性能。
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