青岛澎湃海洋探索技术有限公司柴鹏远获国家专利权
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龙图腾网获悉青岛澎湃海洋探索技术有限公司申请的专利一种AUV锂离子电池热状态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:CN121633862B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17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:202610162168.5,技术领域涉及:G01R31/367;该发明授权一种AUV锂离子电池热状态预测方法是由柴鹏远;于泽;徐晓婷;申洪彬;张嘉铭;王雄设计研发完成,并于2026-02-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种AUV锂离子电池热状态预测方法在说明书摘要公布了:本发明涉及电池热管理领域,具体为一种AUV锂离子电池热状态预测方法。包括以下步骤:构建电热耦合降阶热模型,生成具有物理一致性的初始温度估计;构建物理引导时空动态图卷积网络PG‑STDGCN作为误差校正模型,该模型通过将电池拓扑结构与电路特性等物理先验嵌入动态图学习,构建静态与动态融合的邻接矩阵,输出对所述初始温度估计的校正量;将所述初始温度估计与所述校正量相加,得到最终的电池热状态预测结果。该方法实现了从物理建模到数据驱动校正的有机融合,在AUV动态工况下兼顾可解释性、精度与适应性,显著提升电池包级多电芯温度预测性能。
本发明授权一种AUV锂离子电池热状态预测方法在权利要求书中公布了:1.一种AUV锂离子电池热状态预测方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:构建电热耦合降阶热模型,生成具有物理一致性的初始温度估计; 具体步骤为:首先,将电流、SOC和环境温度输入等效电路模型;在等效电路模型中,电芯等效电路基于电芯混合脉冲功率特性数据,通过最小二乘法辨识二阶等效电路模型参数,精确刻画电池在瞬态与稳态下的电压响应,进而实现电池产热功率的精确计算;电池包等效模型则在此基础上整合多电芯串并联结构、连接电阻及不一致性,输出包级总产热功率;其次,构建电池包共轭传热模型,定义整体几何结构、材料物性及边界初始条件,通过阶跃热响应将模型线性化并降阶为LTI-ROM;最终,实现电-热闭环耦合仿真; S2:构建物理引导时空动态图卷积网络PG-STDGCN作为误差校正模型,将电热耦合降阶热模型与PG-STDGCN通过残差结构连接,输出对所述初始温度估计的校正量; S3:将所述初始温度估计与所述校正量相加,得到最终的电池热状态预测结果; 所述S2中PG-STDGCN包括以下步骤: S2.1:将原始多变量时间序列输入数据嵌入层,转换为四维特征张量; S2.2:将所述四维特征张量馈送至由多个时空图卷积STDGCN模块组成的二叉树结构中,生成数个目标增强表征; S2.3:将所述目标增强表征进行拼接和调整后,输入至线性门控单元GLU中,进行过滤和校正; S2.4:通过全连接回归层对GLU输出的增强表征进行映射,生成温度预测序列,并选择预测序列的第一个点作为预测结果; 所述S2.2中STDGCN模块包括:时间相关性捕获模块、空间相关性捕获模块和时空交互学习策略; 所述时间相关性捕获模块,对电池温度数据的时间维度进行操作,通过沿时间维度的卷积操作建模节点的历史动态依赖; 所述空间相关性捕获模块基于图卷积网络实现,基于电池包结构构建的静态图,编码电芯间传热路径、功率节点对电芯的驱动关系及电芯与环境的散热连接,同步完成动态图结构的构建及节点间空间关联的建模,用于同步构建动态图结构并建模节点间的空间关联; 所述时空交互学习策略用于融合时间与空间分支的输出特征; 所述图卷积网络中包括以下步骤: S2.2.1:图生成器采用融合物理先验知识与数据驱动机制的混合图构造方法,根据电芯温度数据动态调整图的结构;利用图生成器构建包含基于电池包物理特性的静态邻接矩阵、全局模式记忆邻接矩阵和节点相似性邻接矩阵,并将其融合得到融合邻接矩阵; 基于电池包物理特性的静态图结构,包括功率节点、环境温度节点和20个电芯温度节点;连接关系遵循以下规则:功率节点到各电芯温度节点为有向连接,电芯温度节点之间若相邻则无向连接,且它们均与环境温度节点无向连接,以此结构构建相应的邻接矩阵; S2.2.2:将所述融合邻接矩阵执行稀疏化处理,获得稀疏融合邻接矩阵; S2.2.3:将所述稀疏融合临界矩阵输入至基于扩散机制的图卷积网络GCN中进行多步消息传递,聚合多阶邻域信息并建模动态空间相关性; 所述S2.2.1中全局模式记忆邻接矩阵的生成过程定义为: , 其中,是批次b中第i个节点在通道c、时间t的特征值,第个记忆模板在通道c的权重,第个记忆模板在通道c的权重,代表特征通道数,T为时间步数,M是记忆模板的数量; 所述S2.2.1中节点相似性邻接矩阵的生成过程定义为: , , 其中,是批次b中第i个节点在通道c、时间t的特征值,是批次b中第i节点在通道c的特征值在时间步长维度上的均值,是批次b中第j节点在通道c的特征值在时间步长维度上的均值,是批次b中第k个节点在通道c的特征值在时间步长维度上的均值,T为时间步数,代表特征通道数,N表示节点数量。
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