西北工业大学侯静获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利基于退化分类改进CNN算法的锂电池早期循环寿命预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118734156B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410717921.3,技术领域涉及:G06F18/241;该发明授权基于退化分类改进CNN算法的锂电池早期循环寿命预测方法是由侯静;苏泰安;高田;羊彦;吴松涛设计研发完成,并于2024-06-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于退化分类改进CNN算法的锂电池早期循环寿命预测方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于退化分类改进CNN算法的锂电池早期循环寿命预测方法,采用聚类算法对电池进行分类,针对不同衰退模式的电池设计对应的改进CNN网络,结合手动和自提取两类特征进行预测,最终提高循环寿命预测精度,因而具有精度高,简单易用的优点。本方法分别使用领域适应和SE模块设计CNN网络,可以利用退化分类结果优化回归预测结果,提高网络的泛化和通用性,进而提高循环寿命预测精度。与现有的CNN预测模型相比,通过设计合适的CNN模型参数,采用无监督聚类初步地将电池分成短寿命电池和长寿命电池,然后分别引入领域适应和SE模块,提高了短寿命电池和长寿命电池的寿命预测精度。
本发明授权基于退化分类改进CNN算法的锂电池早期循环寿命预测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于退化分类改进CNN算法的锂电池早期循环寿命预测方法,其特征在于步骤如下: 步骤1:将早期退化过程的放电数据划分训练集和测试集,对训练集和测试集的异常数据进行剔除和修正,从清洗后的数据中提取统计特征,并对清洗后的数据做归一化处理; 步骤2:采用K‑means聚类算法对步骤1得到的电池数据进行分类,将电池分为长寿命电池和短寿命电池; 步骤3:将训练集的所有电池和测试集中的短寿命电池的放电数据,以及步骤1的统计特征数据,输入Domain Alignment CNN即AL‑CNN网络,对AL‑CNN网络训练,得到短寿命电池的循环寿命预测AL‑CNN网络; 将训练集的所有电池的放电数据,以及步骤1的统计特征数据,输入Squeeze‑and‑Excitation CNN即SE‑CNN网络,对SE‑CNN网络训练,得到长寿命电池的循环寿命预测SE‑CNN网络; 所述AL‑CNN网络包括二维卷积模块Conv2d构成的CNN网络和全连接网络,其中:每个二维卷积模块Conv2d后连接一个最大池化层, CNN网络后端连接两个全连接网络,用于回归,最终的预测输出为1×1的循环寿命; 所述AL‑CNN网络的训练采用CORAL损失函数进行特征对齐,Cs和CT分别为训练集为源域,测试集为目标域; 所述SE‑CNN网络包括二维卷积模块Conv2d构成的CNN网络、在两个卷积层中插接的一个SE模块以及CNN网络后端连接的全连接网络;所述二维卷积模块Conv2d后连接一个最大池化层,与AL‑CNN网络中的二维卷积模块Conv2d和最大池化层相同;所述SE模块对于第一层最大池化层输出的数据通过压缩,使得每个二维通道被转换成一维标量;然后利用激励操作来学习每个通道的权重,在学习了每个通道的相应权重后,将权重重新赋给各个通道,进行乘积操作输出新的特征图;新的特征图再经过卷积、池化层和两个全连接网络,最终的预测输出为1×1的循环寿命; 步骤4:对电池的测量数据采用步骤1和步骤2处理后,得到长寿命电池放电数据和特征或短寿命电池放电数据和特征数据,分别输入SE‑CNN 网络或AL‑CNN 网络,得到长寿命电池的循环寿命预测值或短寿命电池的循环寿命预测值。
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