多尺度分解下GRU-TCN集成的动力电池剩余使用寿命预测方法

作者：刘佳; 马志强^*; 刘广忱; 高俊东; 李宏勋

来源：储能科学与技术, 2023, 1-11.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0754

• 动力电池
• 剩余使用寿命
• 经验模态分解
• 门控循环单元网络
• 时序卷积网络

精准预测动力电池的剩余使用寿命（Remaining Useful Life，RUL）能够提前规避因电池过度使用带来的风险，为退役电池的二次利用提供决策依据，提升电池第二寿命的利用率。为了降低动力电池RUL预测任务中噪声和容量回升现象导致的非线性特征对RUL预测精度的影响，提出了一种基于集合经验模态分解（Ensemble empirical mode decomposition，EEMD）、门控循环单元网络（Gated Recurrent Unit，GRU）和时序卷积网络（Temporal Convolutional Networks，TCN）集成的动力电池RUL预测模型。首先，使用EEMD对原始数据进行分解，动力电池容量衰退过程中由噪声和容量回升现象导致的非线性特征被分解到高频分量，而原始容量数据的主要趋势被分解到低频分量。其次，再使用GRU和TCN网络分别对高频分量和低频分量进行预测。最后，使用Attention对预测结果进行集成。在NASA数据集上的实验结果表明，本文提出的集成模型的预测精度和对非线性特征的拟合程度都优于其他单一模型和其他同类型模型，最大平均绝对误差和最大均方根误差分别在0.52%和0.74%内，绝对误差在1个循环周期内，证明本模型有较好的RUL预测能力。

• 单位
  内蒙古工业大学