Longevity and safety of Lithium-ion batteries are facilitated by efficient monitoring and adjustment of the battery operating conditions: hence, it is crucial to implement fast and accurate algorithms for State of Health (SoH) monitoring on the Battery Management System. The task is challenging due to the complexity and multitude of the factors contributing to the battery capacity degradation, especially because the different degradation processes occur at various timescales and their interactions play an important role. This paper proposes and compares two data-driven approaches: a Long Short-Term Memory neural network, from the field of deep learning, and a Multivariable Fractional Polynomial regression, from classical statistics. Models from both classes are trained from historical data of one exhausted cell and used to predict the SoH of other cells. This work uses data provided by the NASA Ames Prognostics Center of Excellence, characterised by varying loads which simulate dynamic operating conditions. Two hypothetical scenarios are considered: one assumes that a recent true capacity measurement is known, the other relies solely on the cell nominal capacity. Both methods are effective, with low prediction errors, and the advantages of one over the other in terms of interpretability and complexity are discussed in a critical way.


翻译:高效监测和调整电池运行条件有利于锂离电池的长效和安全性和安全性:因此,对电池管理系统实施卫生状况(SoH)监测快速和准确的算法至关重要。由于造成电池能力退化的因素复杂多样,而且繁多,这项任务具有挑战性,特别是因为不同降解过程发生在不同的时间尺度上,而且它们的互动起着重要作用。本文件提出并比较了两种数据驱动的方法:长期短期内存神经网络,来自深层学习领域,以及传统统计数据中多变的软体复合回归。两个班级的模型都从一个耗尽的电池的历史数据中培训,用来预测其他电池的 SoH。这项工作使用了美国航天局的Ames预测高级研究中心提供的数据,其特点是模拟动态操作条件的不同负荷。考虑了两种假设情景:一种假设是已知最近的真实能力计量,另一种假设完全依赖细胞的标称能力。两种方法都是有效的,预测错误低,一种方法在解释性和复杂性方面优于其他方法。

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