基于WLA方法的电动汽车电池SOC及续航预测

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燃料汽车的尾气污染在大气污染中占比大,导致生态环境破坏严重。随着我国绿色经济政策稳步实施,污染较少的电动汽车正逐步取代燃料汽车。所以电动汽车的动力核心电池管理系统技术的创新与发展成为当今社会研究的热门课题之一。而电动汽车的电池荷电状态(State of charge,SOC)和剩余续航是动力核心电池管理系统技术中的重要参数。因此本文选择电动汽车电池SOC和续航预测为课题,针对现有研究中所存在的问题进行分析并提出了WLA方法,WLA方法有WLA模型和WLA动态模型分别用在相适应的场合。(1)目前电池SOC预测方法中还存在如下问题:开路电压法不能进行实时监测,安时积分法对初值要求高,卡尔曼滤波对模型精度要求高,以及神经网络算法对数据质量要求高,对平稳数据处理没有优势的问题。为解决以上方法中所存在的问题,本文提出了一种基于小波分析、长短期记忆神经网络和差分整合移动平均自回归的WLA模型去预测电动汽车SOC。(W代表小波分析(Wavelet Analysis,WA),L代表长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM),A代表差分整合移动平均自回归模型(Autoregressive Integrated Moving Average model,ARIMA)。)此方法可对数据去噪;能精准分析信息的各个频率;对电池SOC可实时监测,且对初值和模型精度要求不高。使用WLA模型电池SOC进行预测,与其他模型对比分析得出WLA模型比其他模型的精度都高的结论。(2)为解决电动汽车续航预测研究现状所面临的所剩电量准确度不高,以及在模型预测过程中的计算量和累计误差较大的问题。本文提出了以下解决方案:提出了将剩余电量与续航里程的关系,转变为修正后电池SOC与续航里程的关系;提出了根据电池SOC的变化量(?SOC)做数据切片,并且将?SOC作为预测步长的方法。该方法比传统方法的过渡变量减少一个,预测步数减少272步,计算时间减少了约4.5倍;提出了将WLA模型进一步改进为WLA动态模型预测剩余可续驶里程,进一步减小多步预测的累积误差,根据对比分析此模型比其他模型精度高。本研究使电动汽车电池SOC和续航预测的数据更干净,数据可分为各个频率精准分析,且能实时监测,对初值和模型精度得要求降低;在剩余行驶里程问题中,使所剩电量计算值准确度提高,预测过程中的计算量和累计误差减小。从而使电动汽车电池SOC及续航预测更加精准,有助于电动汽车行业的发展。
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