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State of health estimation for lithium-ion batteries in real-world electric vehicles

Science China(Technological Sciences) 2023年第1期66卷 47-56页

作者： WU Ji FANG LeiChao DONG GuangZhong lin mingqiang School of Automotive and Transportation Engineering Hefei University of TechnologyHefei 2300o9China Engineering Research Center for Intelligent Transportation and Cooperative Vehicle-Infrastructure of Anhui Province Hefei 230009China School of Mechanical Engineering and Automation Harbin Institute of TechnologyShenzhen 518055China Quanzhou Institute of Equipment Manufacturing Fujian Institute of Research on the Structure of MatterChinese Academy of SciencesJinjiang362200China

The state of health(SOH) plays a significant role in the mileage and safety of an electric vehicle(EV). In recent years, many methods based on data-driven analysis and laboratory measurements have been developed for SOH estimation. However, most of these proposed methods cannot be applied to real-world EVs. Here, we present a method for SOH estimation based on realworld EV data. A battery-aging evaluation health index(HI) with a strong correlation to the SOH is retrieved from battery-aging data and then modified with thermal factors to depict the former SOH. Afterward, a local weighted linear-regression algorithm is used to qualitatively characterize the declining trend of the HI, which eliminates the local HI fluctuation caused by data ***, a series of features-of-interest(FOIs) is extracted according to the battery consistency, cell-voltage extrema, and cumulative mileage, and validated using the grey relational analysis. Finally, a battery-degradation model is built using the extreme gradient-boosting algorithm with the selected FOIs. The experimental results from real-world data indicate that the proposed method has high estimation accuracy and generalization, and the maximum error is around 2% for batteries in realworld EVs.

关键词： electric vehicle state of health extreme gradient boosting battery consistency

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Multi-Feature Fusion-Based Instantaneous Energy Consumption Estimation for Electric Buses

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IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica 2023年第10期10卷 2035-2037页

作者： mingqiang lin Shouxin Chen Wei Wang Ji Wu Quanzhou Institute of Equipment Manufacturing Fujian Institute of Research on the Structure of MatterChinese Academy of SciencesJinjiang 362200China School of Management Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China School of Automotive and Transportation Engineering Hefei University of TechnologyHefei 230009 Engineering Research Center for Intelligent Transportation and Cooperative Vehicle-Infrastructure of Anhui Province Hefei 230009China

Dear Editor, This letter presents a multi-feature fusion-based method for estimating the instantaneous energy consumption of electric buses. More specifically, to improve the accuracy of instantaneous energy consumption estimation of electric buses, we propose a new energy consumption estimation method based on random forest regression(RFR) with multi-feature fusion. The multi-feature includes driving behavior, vehicle status, and external environment.

关键词： estimation driving forest

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A space power system of free piston Stirling generator based on potassium heat pipe

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Frontiers in Energy 2020年第1期14卷 1-10页

作者： mingqiang lin Jian MOU Chunyun CHI Guotong HONG Panhe GE Gu HU Key Laboratory of Space Energy Conversion Technology Technical Institute of Physics and ChemistryUniversity of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China China Institute of Atomic Energy China National Nuclear CorporationBeijing 100822China

The power system of a free piston Stirling generator(FPSG)based on potassium heat pipes has been developed in this *** to the advantages of long life,high reliability,and high overall thermal efficiency,the FPSG is a promising candidate for nuclear energy,especially in space *** this paper,the recent progress of FPSG based on nuclear reactor for space use was briefly reviewed.A novel FPSG weighted only 4.2 kg was designed,and one dimensional thermodynamic modeling of the FPSG using Sage software was performed to estimate its *** experiment results indicated that this FPSG could provide 142.4 W at a thermal-to-electric efficiency of nearly 17.4%.Besides,the power system integrated with four FPSGs and potassium heat pipes was performed and the single machine failure test was *** results show that this system could provide an electrical power of 300 W at an overall thermal efficiency of 7.3%.Thus,it is concluded that this power system is feasible and will have a great prospect for future applications.

关键词： free piston Stirling generator(FPSG) potassium heat pipe power system energy conversion

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Lithium-ion battery degradation trajectory early prediction with synthetic dataset and deep learning

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Journal of Energy Chemistry 2023年第10期85卷 534-546,I0013页

作者： mingqiang lin Yuqiang You Jinhao Meng Wei Wang Ji Wu Daniel-Ioan Stroe School of Mechanical and Electrical Engineering Fujian Agriculture and Forestry UniversityFuzhou 350100FujianChina Quanzhou Institute of Equipment Manufacturing Fujian Institute of Research on the Structure of MatterChinese Academy of SciencesJinjiang 362200FujianChina School of Electrical Engineering Xi’an Jiaotong UniversityXi'an 710049ShaanxiChina School of Management Xi'an Jiaotong UniversityXi'an 710049ShaanxiChina School of Automotive and Transportation Engineering Hefei University of TechnologyHefei 230009AnhuiChina AAU Energy Aalborg UniversityAalborg 9220Denmark

Knowing the long-term degradation trajectory of Lithium-ion(Li-ion) battery in its early usage stage is critical for the maintenance of the battery energy storage system(BESS) in reality. Previous battery health diagnosis methods focus on capacity and state of health(SOH) estimation which can receive only the short-term health status of the cell. This paper proposes a novel degradation trajectory prediction method with synthetic dataset and deep learning, which enables to grasp the characterization of the cell's health at a very early stage of Li-ion battery usage. A transferred convolutional neural network(CNN) is chosen to finalize the early prediction target, and the polynomial function based synthetic dataset generation strategy is designed to reduce the costly data collection procedure in real application. In this thread, the proposed method needs one full lifespan data to predict the overall degradation trajectories of other cells. With only the full lifespan cycling data from 4 cells and 100 cycling data from each cell in experimental validation, the proposed method shows a good prediction accuracy on a dataset with more than 100 commercial Li-ion batteries.

关键词： Lithium-ion battery Degradation trajectory Long-term prediction Transferred convolutional neural network

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Salient Object Detection Via Multi-layer Markov Chain

Salient Object Detection Via Multi-layer Markov Chain

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第二十届中国系统仿真技术及其应用学术年会（20th CCSSTA 2019）

作者： lin mingqiang Dai Houde Bao Hua Zeng Yadan Quanzhou Institute of Equipment Manufacturing Haixi InstitutesChinese Academy of Sciences School of Electrical Engineering and Automation Anhui University

Salient object detection is a fundamental computer vision task,which aims to identify and locate the most interesting objects attracting visual attention of humans in an *** this work,we regarded the problem of salient object detection as Multi-layer Markov random walks on an image graph *** are adopted to represent images as *** computed the weights of the edges by a set of features including background prior,dissimilarity,and ***,we decided the state of each node of next layer Markov Chain by the states of its neighbors and the present corresponding *** equilibrating the influential power towards the state of every node,we constructed the dissimilarity and similarity *** a random walker were to walk eternally,the fraction of the time that he would spend at every node could be reflected by the equilibrium distribution of Markov ***,we used the equilibrium distribution as the indication of *** challenging datasets with different scenarios are adopted to evaluate our model for salient object *** method performs better than the twenty state-of-the-art methods according to experimental results.

关键词： Saliency detection Markov Chain Graph Model Equilibrium Distribution

来源： cnki会议评论

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一轮复习时分离定律中杂合子的表现型分析

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生物学教学 2024年第9期49卷 86-88页

作者：林明强福建省南安国光中学泉州362321

对分离定律复习的拓展,总体上离不开杂合子表型分析。一对等位基因决定的相对性状中,杂合子表现出什么样的表型,既受基因型控制,同时也受到环境的影响。在一轮复习教学中,可以杂合子的表型为主线,整合相关题目,引导学生进行深度学习。

关键词：一对等位基因杂合子表现型一轮复习

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5 kW自由活塞斯特林发电机动磁直线电机冷却

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华中科技大学学报（自然科学版） 2020年第5期48卷 120-125页

作者：林明嫱牟健池春云洪国同中国科学院理化技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

为解决大功率直线电机的温升问题,设计了匹配自由活塞斯特林发电机用的动磁直线电机,并建立电机的三维温度场分析模型.该模型考虑实际电机中铜耗、铁耗、涡流损耗等因素,对线圈绕组进行了等效分析,模拟计算结果和实验结果符合较好,表明... 详细信息

为解决大功率直线电机的温升问题,设计了匹配自由活塞斯特林发电机用的动磁直线电机,并建立电机的三维温度场分析模型.该模型考虑实际电机中铜耗、铁耗、涡流损耗等因素,对线圈绕组进行了等效分析,模拟计算结果和实验结果符合较好,表明了模型的准确性.结合一台输出功率为5kW的斯特林发电机结构特性,设计了一种既满足冷端换热器换热需要又实现直线电机冷却的双用式冷却结构.利用该模型计算得到了电机各个部件的温度分布情况,并与实验结果进行对比验证,具有较好的一致性.与常规冷却结构进行比较分析,结果表明该双用式冷却结构对于线圈、磁铁等结构冷却性能更优.

关键词：自由活塞斯特林发电机动磁直线电机温度场冷却热分析

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自由活塞斯特林发电机气体轴承实验研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2022年第5期50卷 8-12,45页

作者：林明嫱牟健池春云洪国同中国科学院理化技术研究所空间功热转换技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

为研究和解决自由活塞斯特林发电机活塞偏移所引起的磨损问题,首先通过有限元软件模拟得到了偏移引起磁性侧向力变化的规律,发现动子所受的径向力随着偏移距离和偏移角度的增长线性增加,其斜率分别为1997 N/mm和1535 N/(°),且受力的方... 详细信息

为研究和解决自由活塞斯特林发电机活塞偏移所引起的磨损问题,首先通过有限元软件模拟得到了偏移引起磁性侧向力变化的规律,发现动子所受的径向力随着偏移距离和偏移角度的增长线性增加,其斜率分别为1997 N/mm和1535 N/(°),且受力的方向与偏移的方向相同.然后针对动力活塞设计了用以支撑的气体轴承结构,并搭建了一套基于静动摩擦力理论的测试发电机活塞气体轴承性能的实验台,开展了不同气体轴承孔径、孔数、腔内压力和轴承载荷对实际轴承耗气量和承载力的影响规律研究,结果表明:活塞偏移越大,活塞所受的摩擦力越大,相应所需的浮起压力也越大;同时轴承承载力和耗气量都与气体轴承孔径、孔数及腔内压力呈正相关,实际应用中须要综合考虑实际轴承载荷和效率损失来选择合适的匹配值.

关键词：自由活塞斯特林发电机气体轴承侧向力承载能力活塞偏移

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自由活塞斯特林发动机相位特性

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华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第7期47卷 56-61页

作者：牟健林明嫱池春云洪国同中国科学院理化技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

为了研究自由活塞斯特林发动机的振动位移相位特性,建立了耦合发动机热力学和动力学的计算模型.在模型中对压力波进行了线性化处理,得到了自由活塞斯特林发动机两个活塞振动位移之间相位的计算公式.分析了主要参数对发动机相位角的影响... 详细信息

为了研究自由活塞斯特林发动机的振动位移相位特性,建立了耦合发动机热力学和动力学的计算模型.在模型中对压力波进行了线性化处理,得到了自由活塞斯特林发动机两个活塞振动位移之间相位的计算公式.分析了主要参数对发动机相位角的影响规律,发现:自由活塞斯特林发动机必须在一定的充气压力范围内才满足发动机启动的配气活塞位移领先动力活塞位移的相位关系;负载电阻的变化会使电磁阻尼系数发生改变,进而影响相位关系;动力活塞板簧刚度对相位角影响较小,而配气活塞板簧刚度对相位角影响较大.

关键词：自由活塞斯特林发动机振动位移相位角线性化

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冷原子腔体的设计与实验研究

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低温工程 2018年第5期 1-6页

作者：林明嫱洪国同中国科学院理化技术研究所空间功热转换技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

为满足冷原子的各类量子实验,设计了用脉冲管制冷机冷却的冷原子腔体。采用ANSYS软件建立了冷原子腔体低温组件模型并进行热模拟,得到其整体的漏热主要是通过低温组件和真空罩内壁的辐射换热,并分析了接触热阻对于样品腔均温性的影响。... 详细信息

为满足冷原子的各类量子实验,设计了用脉冲管制冷机冷却的冷原子腔体。采用ANSYS软件建立了冷原子腔体低温组件模型并进行热模拟,得到其整体的漏热主要是通过低温组件和真空罩内壁的辐射换热,并分析了接触热阻对于样品腔均温性的影响。同时开展了超真空低温条件下的测量实验,分析并改进铂电阻温度计不同安装方式对于测温的影响,实现了低温条件下温度计的绝缘、粘接和测量,同时验证了模型的准确性,最终得到均温性小于10 mK,真空度达到10^(-8)Pa的冷原子腔体系统。

关键词：冷原子腔体系统热模拟测温方法热分析

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