(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211038538.2 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 广东工业大 学 地址 510062 广东省广州市越秀区东 风东 路729号 (72)发明人 徐康康　庄嘉威　 (74)专利代理 机构 佛山市禾才知识产权代理有 限公司 4 4379 专利代理师 刘羽波 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于KWLTSA的锂电池热工艺时空建模 方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于KWLTSA的锂电池热 工艺时空建模方法， 包括以下步骤： 时空分离和 模型处理： 基于 KWLTSA的降维方法下将高维时空 数据转为低维时空数据， 并获取空间基函数； 动 态建模： 根据时空分离的思想， 将所述时空数据 向所述空间基函数投影得到相应的低阶时间系 数， 并利用BP ‑NN对所述低阶时间系数进行训练； 模型重建： 将训练后的所述低阶时间系统与所述 空间基函数进行时空重构， 获得建模模型， 根据 所述建模模 型获得锂离子电池的热动力学特性。 本发明对强非线性系统有很好的鲁棒性， 避免了 容易遗失原系统的非线性特征的弊端， 提高了准 确性与可 行性。 权利要求书4页 说明书11页 附图10页 CN 115392029 A 2022.11.25 CN 115392029 A 1.一种基于KW LTSA的锂电池热工艺时空建模方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 时空分离和模型处理： 基于KWLTSA的降维方法下将高维时空数据转为低维时空数据， 并获取空间基函数； 动态建模： 根据时空分离的思想， 将所述时空数据向所述空间基函数投影得到相应的 低阶时间系数， 并利用BP ‑NN对所述低阶时间系数进行训练； 模型重建： 将训练后的所述低阶时间系统与所述空间基函数进行时空重构， 获得建模 模型， 根据所述建模 模型获得锂离 子电池的热动力学 特性。 2.如权利要求1所述的基于KWLTSA的锂电池热工艺时空建模方法， 其特征在于， 所述 KWLTSA的降维方法具体包括以下子步骤： 局部邻域构造； 局部坐标拟合； 将所述局部坐标进行全局排列。 3.如权利 要求2所述的基于KWLTSA的锂电池热工艺时空建模方法， 其特征在于， 所述局 部邻域构造具体包括以下子步骤： 输入空间 的N个样本集Xi＝[xi1,…xik]， 以欧式距离为度量标准， 构建Xi的局部邻域， 其 中， Xi包括其本身在内的K个邻域点构成的邻 域矩阵为{T(S,tk)|s∈Ω， S＝1, ……,nS,k＝ 1,……,nt}。 4.如权利 要求3所述的基于KWLTSA的锂电池热工艺时空建模方法， 其特征在于， 所述局 部坐标拟合具体包括下子步骤： 对Xi中心化 得到邻域 数据均值 对局部邻域 Xi求投影矩阵V 使各样本到 其投影 的距离之和最小的表达式(1)： 其中， 为邻域均值， 求解邻域中各个样本点的向量Xij(j＝1,2,3, …,k)到切 空间的正交投影 所以局部切空间中样本点的局部坐标矩阵为 单个样本为 5.如权利 要求4所述的基于KWLTSA的锂电池热工艺时空建模方法， 其特征在于， 所述投 影矩阵的求 解具体包括以下子步骤： 对于输入空间的N个样本xk(k＝1,……,N)， xk∈RN,使 则其自相关矩阵的表 达式(2)为： 通过PCA方法， 通过求 解特殊方程的表达式(3)： C ν ＝ λ ν…(3) 获得贡献率最大的特征值及与之对应的特征向量， 通过引入非线性特征映射函数φ， 使输入空间中的样 本点变换为特征空间中的样 本点φ(x1),φ(x2),…,φ(xM)， 并预设的表权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115392029 A 2达式(4)： 其中， 特征空间F中的自相关矩阵的表达式(5)为： 通过式(9)的自相关矩阵求得 特征值和特 征向量， 即可 得的表达式(6)： 由式(6)可 得的表达式(7)和(8)： 将式(2)及(8)代入式(7)可 得的表达式(9)： 其中， 求解式(9)还 包括步骤： 定义一个NxN的矩阵K， 即引入的核矩阵的表达式(10)： 通过引入的核矩阵， 式(9)写成如下 形式： 简化后获得的表达式(12)： Kα ＝ λ α…(12) 根据式(4)， 对特 征空间的数据进行处 理的表达式(13)： 其中， 将wij权值定义 为距离权值 和结构权值 的乘积， 即： 其中， DE(xi,xij)和DG(xi,xij)分别表示切空间中心xi与样本xij的欧式距离和测地线距 离， DGm表示邻域样本 到切空间中心的测地线距离的中值； 在KLTSA中使用KPCA估计切空间时， 其基础仍然是PCA方法， 通常采用特征值分解来计 算， 式(1)可转 化为如式(17)的等 价问题： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115392029 A 3