[发明专利]一种基于时空特征的燃料电池电压预测系统

权利要求书

1.一种基于电压时空特征的燃料电池电压预测系统，其特征在于，包括局部燃料电池电压时空特征提取模块、图嵌入模块与电压预测网络；

局部燃料电池电压时空特征提取模块，用于提取待预测单电池临近R个电池在一段时间内的电压数据的时空特征作为该单电池的局部燃料电池电压时空特征；

图嵌入模块，用于根据燃料电池中所有单电池的历史电压数据得到各单电池的图嵌入特征，图嵌入特征具有反映所有单电池间电压衰退曲线相似性强弱的特性；

电压预测网络，用于根据待预测单电池的局部燃料电池电压时空特征与各单电池的图嵌入特征得到未来时刻该单电池的电压值。

2.如权利要求1所述系统，其特征在于，局部燃料电池电压时空特征提取模块包括卷积神经网络CNN、长短时记忆网络LSTM；CNN输出至LSTM，LSTM的输出与图嵌入模块的输出至一个全连接层；

CNN用于从提取当前时刻的待预测单电池的局部燃料电池电压空间特征，将提取的电压空间特征并输出至LSTM；

LSTM用于根据当前时刻的单电池的电压空间特征和上一时刻该单电池的电压时空特征得到当前时刻该单电池的电压时空特征，一方面将当前时刻单电池的电压时空特征输出至电压预测网络，另一方面将当前时刻单电池的电压时空特征进行保存，用于LSTM的下一时刻单电池的电压时空特征提取。

3.如权利要求2所述系统，其特征在于，局部燃料电池电压时空特征提取模块从燃料电池中所有M个单电池的历史电压数据中提取当前待预测单电池周围临近的R个单电池的在一个时间段的电压数据的具体方法为：

已知燃料电池从t-S-1时刻到t时刻的电压；

其中，表示第m个单电池在第i时刻的电压值，单电池序号变量，时间段中每个时刻的序号变量；

为了预测下一时刻t+1第m个单电池的电压值，只考虑与第m个单电池临近的R个单电池对第m个电池的影响，R=2r，当前时刻t的局部燃料电池电压数据抽取电压数据为：

。

4.如权利要求1所述系统，其特征在于，电压预测网络包含特征组合模块和全连接层；特征组合模块用于将局部燃料电池电压时空特征提取模块的输出与图嵌入模块的输出组合输出至全连接层，全连接层的输出为该单电池的电压预测值。