State-of-health (SOH) estimation is a key step in ensuring the safe and reliable operation of batteries. Due to issues such as varying data distribution and sequence length in different cycles, most existing methods require health feature extraction technique, which can be time-consuming and labor-intensive. GRU can well solve this problem due to the simple structure and superior performance, receiving widespread attentions. However, redundant information still exists within the network and impacts the accuracy of SOH estimation. To address this issue, a new GRU network based on Hilbert-Schmidt Independence Criterion (GRU-HSIC) is proposed. First, a zero masking network is used to transform all battery data measured with varying lengths every cycle into sequences of the same length, while still retaining information about the original data size in each cycle. Second, the Hilbert-Schmidt Independence Criterion (HSIC) bottleneck, which evolved from Information Bottleneck (IB) theory, is extended to GRU to compress the information from hidden layers. To evaluate the proposed method, we conducted experiments on datasets from the Center for Advanced Life Cycle Engineering (CALCE) of the University of Maryland and NASA Ames Prognostics Center of Excellence. Experimental results demonstrate that our model achieves higher accuracy than other recurrent models.


翻译:由于不同周期的数据分布和序列长度不同,大多数现有方法都需要健康特征提取技术,这种技术可能耗费时间和劳力密集。GRU由于结构简单和性能优异,完全可以解决这个问题,并得到广泛关注。然而,网络内仍然存在冗余信息,并影响到SOH估计的准确性。为了解决这一问题,提议建立一个基于Hilbert-Schmidt独立标准(GRU-HSCI)的新GRU网络(GRU-HSIC),首先,使用零遮罩网络将每个周期不同长度测量的所有电池数据转换为相同长度的序列,同时保留每个周期原始数据大小的信息。第二,Hilbert-Schmidt独立标准(HSICTION)从信息博特内克(IBIB)理论中演变而来的瓶盖,将扩大到GRU,以压缩隐性层信息。为了评估拟议的方法,我们从高级生命循环研究中心(CALCEREM)的模型中进行了实验,以其他高级空间研究所的高级模型展示。</s>

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