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 degradation, especially because the different degradation processes occur at various timescales and their interactions play an important role. Data-driven methods bypass this issue by approximating the complex processes with statistical or machine learning models. This paper proposes a data-driven approach which is understudied in the context of battery degradation, despite its simplicity and ease of computation: the Multivariable Fractional Polynomial (MFP) regression. Models are trained from historical data of one exhausted cell and used to predict the SoH of other cells. The data are characterised by varying loads simulating dynamic operating conditions. Two hypothetical scenarios are considered: one assumes that a recent capacity measurement is known, the other is based only on the nominal capacity. It was shown that the degradation behaviour of the batteries under examination is influenced by their historical data, as supported by the low prediction errors achieved (root mean squared errors from 1.2% to 7.22% when considering data up to the battery End of Life). Moreover, we offer a multi-factor perspective where the degree of impact of each different factor is analysed. Finally, we compare with a Long Short-Term Memory Neural Network and other works from the literature on the same dataset. We conclude that the MFP regression is effective and competitive with contemporary works, and provides several additional advantages e.g. in terms of interpretability, generalisability, and implementability.


翻译:电池运行条件的高效监测和调整有利于锂离电池电池的长寿和安全。 因此,对电池管理系统实施快速和准确的健康状况监测算法至关重要。由于导致电池退化的因素复杂多样,而且种类繁多,导致电池退化,特别是由于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。数据驱动的方法绕过这一问题,通过统计或机器学习模型来接近复杂的过程。本文提议了一种数据驱动方法,在电池退化的情况下,尽管其计算简单易行,但对此方法没有经过深入研究:多变分流聚合(MFP)回归。由于模型从一个耗尽的电池的历史数据中培训,并用于预测其他电池的电池降解。数据由不同负荷的负荷来模拟动态操作条件。两种假设情景是:假设最近的能力测量是已知的,另一个假设只是以名义能力为基础。文件显示,正在检查的电池的降解行为是从电池的易腐蚀性,尽管其计算简单易变:多变法(MFP)回归:从一个历史数据从一个耗尽的易变法到另一个变法,我们从一个变法的变法数据从一个变法到一个变法的变法,从一个变法的变法,从一个变法的变法的变法,我们从一个变法数据从一个变法的变法的变法,从一个变法的变法是从一个变法的变法的变法,从一个变法,从一个变法,从一个变法的变法的变法,从一个变法,从一个变法的变法的变法,从一个变法的变法的变法的变法的变法,从一个变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变到一个变法的变法的变法的变法,从一个变法的变到一个变法的变法的变法的变法的变法,从一个变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法的变法

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