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大数据驱动的动力电池健康状态估计方法综述

机械工程学报 2023年第2期59卷 151-168页

作者：王震坡王秋诗刘鹏张照生北京理工大学电动车辆国家工程实验室北京100081 北京电动车辆协同创新中心北京100081 新能源汽车北京实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120

动力电池健康状态估计是电池管理系统关键算法之一,对提高动力电池能量利用效率、降低电池热失控风险,以及动力电池的维保和残值评估具有重要意义。对比分析试验法、模型法、数据驱动法的优势和不足,并以数据驱动方法为核心,分别从动力... 详细信息

动力电池健康状态估计是电池管理系统关键算法之一,对提高动力电池能量利用效率、降低电池热失控风险,以及动力电池的维保和残值评估具有重要意义。对比分析试验法、模型法、数据驱动法的优势和不足,并以数据驱动方法为核心,分别从动力电池健康状态数据集构建、健康状态特征参数提取、健康状态估计模型三个方面对现阶段健康状态估计方法的理论基础和技术方案进行综述。总结常用的大数据采集方法以及数据预处理方法,明确大数据在健康状态评估中的意义。比较现有健康状态特征提取方法,对其优劣以及适用场景做了分析。阐述不同健康状态估计模型的基本原理,提出模型融合是未来技术发展方向。最后,面向未来大数据实车应用场景,对动力电池健康状态估计方面存在的问题和发展前景进行了总结和展望。

关键词：大数据新能源汽车动力电池健康状态

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结构化道路下智能汽车自主换道轨迹规划研究

机械工程学报 2023年第24期59卷 271-281页

作者：刘鹏贾寒冰张雷王震坡北京理工大学电动车辆国家工程实验室北京100081 北京电动车辆协同创新中心北京100081

自主换道系统是智能汽车关键技术之一。针对自主换道系统的轨迹规划,提出基于路径-速度分解的分层换道轨迹规划方法。在路径规划层,基于改进二维正态分布函数建立道路、固定障碍物、周围车辆势场并生成环境总势场,采用五次多项式曲线构... 详细信息

自主换道系统是智能汽车关键技术之一。针对自主换道系统的轨迹规划,提出基于路径-速度分解的分层换道轨迹规划方法。在路径规划层,基于改进二维正态分布函数建立道路、固定障碍物、周围车辆势场并生成环境总势场,采用五次多项式曲线构建换道路径簇,并基于环境总势场确定车辆的最优换道路径;在速度规划层,考虑换道效率、平顺性、安全性、动力学响应、换道时间窗、路径约束等多重影响因素,提出基于凸优化的速度规划方法并对方法有效性进行验证;最后,建立Prescan-Simulink联合仿真环境,在不同场景下对所提出的轨迹规划方法进行仿真验证。结果表明,该方法能够有效处理换道过程中的复杂约束,保证换道过程的安全性、舒适性与换道效率。

关键词：路径规划多项式曲线环境势场速度规划凸优化

基于碰撞风险评估的智能汽车局部路径规划方法研究

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机械工程学报 2021年第10期57卷 28-41页

作者：王明强王震坡张雷北京理工大学电动车辆国家工程实验室北京100081 北京理工大学北京电动车辆协同创新中心北京100081

针对结构化道路环境下智能汽车的动态路径规划问题,提出了一种基于碰撞风险评估的局部路径规划算法。利用三次样条曲线参数化表达全局路径,获取道路基准线;综合考虑车辆行驶安全性、规划路径平滑性等性能指标生成候选路径,通过归一化加... 详细信息

针对结构化道路环境下智能汽车的动态路径规划问题,提出了一种基于碰撞风险评估的局部路径规划算法。利用三次样条曲线参数化表达全局路径,获取道路基准线;综合考虑车辆行驶安全性、规划路径平滑性等性能指标生成候选路径,通过归一化加权代价函数评估生成的候选路径;在全局路径信息引导下,获得当前状态下的局部最优路径。针对性能代价函数,引入风险场的概念,建立了符合行车风险客观规律的静态与移动障碍物风险模型,并结合高斯卷积建立了安全性代价函数;考虑候选路径曲率变化及全局路径追踪能力,设计了路径平滑性及偏移代价函数。仿真结果表明,提出的局部路径规划算法能够实时生成平滑、无碰撞路径,且在多种道路场景中实现对静态和移动障碍物的有效规避,满足实时性的要求。

关键词：智能汽车路径规划实时避障风险场代价函数

基于互利共生与变异的GOA算法及UAV路径规划应用

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电光与控制 2023年

作者：戴峦岳梁宵月王帅王震坡北京牡丹电子集团有限公司博士后科研工作站北京理工大学电动车辆国家工程实验室

针对标准蝗虫优化算法（GOA）搜索精度低、容易得到局部最优解和稳定性差的不足，提出一种基于互利共生与混合变异策略的改进GOA算法。首先，引入一种针对收敛因子的非线性重构方法，均匀算法全局搜索与局部开发；设计一种基于高斯-柯... 详细信息

针对标准蝗虫优化算法（GOA）搜索精度低、容易得到局部最优解和稳定性差的不足，提出一种基于互利共生与混合变异策略的改进GOA算法。首先，引入一种针对收敛因子的非线性重构方法，均匀算法全局搜索与局部开发；设计一种基于高斯-柯西分布的个体混合变异机制，有效避免局部最优解；再引入一种互利共生策略，增强个体多样性，提升算法全局寻优能力。然后，建立了UAV路径规划的代价模型，并将路径规划转化为多维函数优化问题，利用改进GOA算法求解路径规划问题，以综合考虑威胁代价和能耗代价的目标函数评估个体位置的适应度，迭代求解最优路径，并引入B样条曲线对最终散点串连路径作平滑处理。实验结果表明，改进算法具有更高的搜索精度，求解路径可以成功规避所有威胁区域，对车联网中的路径规划问题具有较好的参考意义。

关键词：航迹规划蝗虫优化算法航迹代价互利共生混合变异

A novel order-reduced thermal-coupling electrochemical model for lithium-ion batteries

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Chinese Physics B 2024年第5期33卷 637-654页

作者：谢奕展王舒慧王震坡程夕明 School of Mechanical Engineering Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081China National Engineering Research Center for Electric Vehicles Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081China The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou) Sustainable Energy and Environment Thrust and Guangzhou MunicipalKey Laboratory of Materials InformaticsGuangzhou 511400China

Although the single-particle model enhanced with electrolyte dynamics(SPMe)is simplified from the pseudo-twodimensional(P2D)electrochemical model for lithium-ion batteries,it is difficult to solve the partial differential equations of solid–liquid phases in real-time applications.Moreover,working temperatures have a heavy impact on the battery behavior.Hence,a thermal-coupling SPMe is constructed.Herein,a lumped thermal model is established to estimate battery temperatures.The order of the SPMe model is reduced by using both transfer functions and truncation techniques and merged with Arrhenius equations for thermal effects.The polarization voltage drop is then modified through the use of test data because its original model is unreliable theoretically.Finally,the coupling-model parameters are extracted using genetic algorithms.Experimental results demonstrate that the proposed model produces average errors of about 42 mV under 15 constant current conditions and 15 mV under nine dynamic conditions,respectively.This new electrochemicalthermal coupling model is reliable and expected to be used for onboard applications.

关键词： lithium-ion batteries order-reduced electrochemical models SPMe thermal-coupling model transient polarization voltage drop

基于规则与机器学习融合的换道决策建模方法研究

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机械工程学报 2022年第4期58卷 212-221页

作者：贾寒冰刘鹏张雷王震坡北京理工大学电动车辆国家工程实验室北京100081 北京电动车辆协同创新中心北京100081

自主换道系统是智能车辆技术的重要发展方向,而换道决策是自主换道系统的关键。针对结构化道路下的自由换道场景,提出基于规则与机器学习融合的换道决策模型。针对换道决策过程中存在的多参数与非线性问题,提出基于支持向量机的换道决... 详细信息

自主换道系统是智能车辆技术的重要发展方向,而换道决策是自主换道系统的关键。针对结构化道路下的自由换道场景,提出基于规则与机器学习融合的换道决策模型。针对换道决策过程中存在的多参数与非线性问题,提出基于支持向量机的换道决策模型,并引入贝叶斯优化算法确定决策模型的最优参数。从基于规则的角度出发,分析换道决策过程中的影响因素,包括换道必要性、安全性与换道收益,并将上述规则转化为模型训练数据的新特征与安全约束,对原有训练样本进行增广,以提升支持向量机模型的分类准确率。在NGSIM数据集上进行测试验证,结果表明,仅利用周围车辆基本行驶信息进行模型训练,对换道行为预测的准确率为73.05%,而引入基于换道规则计算得到的新特征后,模型预测准确率提升至83.83%。

关键词：智能车辆换道行为决策支持向量机贝叶斯优化融合建模

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锂离子动力电池充电方式的研究

汽车工程 2015年第1期37卷 72-77页

作者：姚雷王震坡北京理工大学电动车辆国家工程实验室北京100081

综述了国内外锂离子动力电池充电方式所经历的各个发展阶段和最新的成果,并阐述了每种充电模式的优缺点和对电池寿命的影响,着重介绍了快速充电方式的发展历程,总结出其发展的规律。在众多的充电模式中,脉冲充电和快速智能充电由于省时... 详细信息

综述了国内外锂离子动力电池充电方式所经历的各个发展阶段和最新的成果,并阐述了每种充电模式的优缺点和对电池寿命的影响,着重介绍了快速充电方式的发展历程,总结出其发展的规律。在众多的充电模式中,脉冲充电和快速智能充电由于省时、高效和寿命长等优点已被大量研究和应用。本研究对锂动力电池的实际应用具有重要的指导意义。

关键词：锂动力电池脉冲充电快速充电

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面向电动车辆的超级电容系统应用技术

面向电动车辆的超级电容系统应用技术

模糊逻辑COOT优化K调和均值数据聚类模型

2019年

作者：张雷王震坡

本书是一本专著，阐述了面向电动车辆的超级电容系统关键应用技术，全书共分8章，主要内容包括电动车辆储能系统的要求、超级电容器发展现状及特点、超级电容系统关键管理技术、系统建模方法、系统状态估计方法、复合电源系统设计与能... 详细信息

ISBN: (纸本)9787568269889

本书是一本专著，阐述了面向电动车辆的超级电容系统关键应用技术，全书共分8章，主要内容包括电动车辆储能系统的要求、超级电容器发展现状及特点、超级电容系统关键管理技术、系统建模方法、系统状态估计方法、复合电源系统设计与能量管理技术等内容，使读者对电动车辆用超级电容系统关键应用技术等有一个比较清晰的认识。

关键词：电动汽车电容器研究

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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广西科学 2024年

作者：戴峦岳梁宵月王帅王震坡北京牡丹电子集团有限公司博士后科研工作站北京理工大学电动车辆国家工程实验室

针对K调和均值数据聚类易陷入局部最优的不足，本研究提出一种模糊逻辑白骨顶鸡算法（Fuzzy Coot， FCOOT）优化K调和均值的数据聚类算法（Fuzzy Coot K-Harmonic Means， FCOOTKHM）。结合K调和均值聚类的快速局部开发和白骨顶鸡优化... 详细信息

针对K调和均值数据聚类易陷入局部最优的不足，本研究提出一种模糊逻辑白骨顶鸡算法（Fuzzy Coot， FCOOT）优化K调和均值的数据聚类算法（Fuzzy Coot K-Harmonic Means， FCOOTKHM）。结合K调和均值聚类的快速局部开发和白骨顶鸡优化算法的全局勘探能力，将K调和均值生成的初始聚类解输入为白骨顶鸡初始种群结构再进行迭代寻优。同时，为了进一步提升COOT的搜索精度，设计模糊逻辑对COOT的收敛因子和领导者种群占比进行自适应调整，均衡算法的搜索与开发能力。利用聚类调和平均值评估种群个体的适应度，结合智能算法启发式搜索对聚类结果迭代寻优。利用7个(University of California Irvine， UCI)数据集对FCOOTKHM的聚类性能进行验证分析。结果表明，改进算法在准确率、精确度、召回率、F度量以及适应度和收敛效率等指标上均表现更好。

关键词：模糊逻辑模糊系统白骨顶鸡优化算法 K调和均值聚类收敛性