基于Lebesgue采样的动力电池组状态联合估计与寿命预测研究
批准号:
52205118
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张恒
依托单位:
学科分类:
机械动力学
结题年份:
2025
批准年份:
2022
项目状态:
已结题
项目参与者:
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中文摘要
动力电池组准确状态估计及寿命预测是保障电动汽车高效、安全可靠运行的关键技术。动力电池电化学过程复杂、可测参数有限且特性耦合,成组使用后不一致性问题突出,导致动力电池组准确状态估计及寿命预测极具挑战,且现有研究主要基于黎曼采样框架设计状态估计及寿命预测方法,存在计算成本高、模型复杂且易受噪声干扰等问题。因此,项目以Lebesgue采样理论为指导,围绕动力电池组状态参数在时间尺度上的耦合机制,及Lebesgue采样框架下动力电池组寿命衰减的表征规律这两个关键科学问题,探索基于聚类分析的动力电池组“聚类-代表-差异”模型构建、自适应时间尺度下的动力电池组状态联合估计和基于Lebesgue采样与深度学习的动力电池组寿命预测方法,以期提高动力电池组动态建模精度、突破多状态协同估计及寿命预测的技术瓶颈,并为实现电动汽车动力电池组主动管理提供可靠的理论方法和技术手段。
英文摘要
Accurate state estimation and life prediction of the power battery pack are key technologies to ensure efficient, safe and reliable operation of electric vehicles. Due to the complex electrochemical process, limited measurable parameters, coupling characteristics and inconsistency after group used, accurate state estimation and life prediction of the power battery pack are extremely challenging. In the existing research, state estimation and life prediction are usually carried out in the Riemann sampling framework, which leads to problems such as high computational cost, complex model, and susceptibility to noise interference. Therefore, guided by the theory of Lebesgue sampling, the project focuses on the coupling mechanism of battery state parameters on the time scale and the degradation characterization law of the state of health under Lebesgue sampling framework, and investigates novel methods for the "cluster–representative–difference" model of power battery pack, state joint estimation with adaptive time scale, and life prediction based on Lebesgue sampling and deep learning method. Its expectation is to improve the dynamic modeling accuracy, the breakthrough for the technical bottleneck of multiple states joint estimation and life prediction, and finally provide reliable theories and technical solutions for active management of power battery pack in electric vehicles.
交通电气化是低碳能源转型的关键领域,从根本上重塑了依赖化石燃料的出行模式。发展节能与新能源汽车是我国应对全球能源危机、推动绿色发展、实现“碳达峰”和“碳中和”目标的重要举措。我国新能源汽车销售量及保有量稳居全球首位,但新能源汽车快速增长同时带来的安全问题仍不可忽视。动力电池系统是新能源汽车的技术瓶颈,而动力电池管理技术是保障整车高效、安全以及动力电池长寿命服役的关键所在,也是各国竞相占领的技术制高点。.项目组针对动力电池组安全失效机理复杂、不一致性问题突出、非线性多阶段老化、车载计算资源受限等问题,开展了基于Lebesgue采样的动力电池组状态联合估计与寿命预测研究。首先,项目组深入研究了动力锂离子电池退化机理,明确了电极材料晶体结构畸变、固态电解质界面膜生长、锂枝晶形成、电解液氧化分解等老化现象的原因和影响。其次,项目组构建了全寿命周期的“聚类-代表-差异”模型,高效衡量动力电池组中电池单体的不一致性,并提出基于弛豫电压的动力电池快速评估方法、基于平行状态融合网络的动力电池早期循环寿命预测方法以及基于Lebesgue采样的锂离子电池状态评估与寿命预测方法。最后,项目组搭建动力电池组综合测试平台,开展了多工况下动力电池老化试验,并利用实验数据集验证了项目组所提算法的有效性和鲁棒性。.在本项目的资助下,项目负责人申请国家发明专利2项,发表高水平SCI论文10篇。在项目申请方面,获得了包括国家自然科学基金面上项目、科技部重点研发计划课题、四川省自然科学基金等多个项目的支持。此外,负责人2023年-2025年连续三年入选斯坦福大学联合爱斯维尔发布的“全球前2%顶尖科学家榜单”。2024年10月当选为亚太人工智能学会故障预测与健康管理分会(AAIA-PHM)副秘书长,2025年8月当选中国自动化学会技术过程的故障诊断与安全性专业委员会委员。
Fe(VI)/Mn(VII)体系中新生态铁/锰氧化物的协同催化机制及活性调控方法
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批准号:52300102
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2023
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负责人:张恒
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依托单位:
基于Lebesgue采样的动力电池组状态联合估计与寿命预测研究
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批准号:--
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2022
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负责人:张恒
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依托单位:
以中介素为靶向的胶质瘤治疗研究及其机制探讨
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批准号:81001117
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2010
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负责人:张恒
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依托单位:
国内基金
海外基金