A Data-Driven Approach With Uncertainty Quantification for Predicting Future Capacities and Remaining Useful Life of Lithium-ion Battery

希尔伯特-黄变换 残余物 探地雷达 克里金 不确定度量化 电池(电) 计算机科学 可靠性工程 适应性 高斯过程 电池容量 人工智能 数据挖掘 机器学习 工程类 高斯分布 算法 物理 功率(物理) 雷达 滤波器(信号处理) 生物 电信 量子力学 计算机视觉 生态学
作者
Kailong Liu,Yunlong Shang,Quan Ouyang,Widanalage Dhammika Widanage
出处
期刊:IEEE Transactions on Industrial Electronics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:68 (4): 3170-3180 被引量:838
标识
DOI:10.1109/tie.2020.2973876
摘要

Predicting future capacities and remaining useful life (RUL) with uncertainty quantification is a key but challenging issue in the applications of battery health diagnosis and management. This article applies advanced machine-learning techniques to achieve effective future capacities and RUL prediction for lithium-ion (Li-ion) batteries with reliable uncertainty management. To be specific, after using the empirical mode decomposition (EMD) method, the original battery capacity data is decomposed into some intrinsic mode functions (IMFs) and a residual. Then, the long short-term memory (LSTM) submodel is applied to estimate the residual while the Gaussian process regression (GPR) submodel is utilized to fit the IMFs with the uncertainty level. Consequently, both the long-term dependence of capacity and uncertainty quantification caused by the capacity regenerations can be captured directly and simultaneously. Experimental aging data from different batteries are deployed to evaluate the performance of proposed LSTM+GPR model in comparison with the solo GPR, solo LSTM, GPR+EMD, and LSTM+EMD models. Illustrative results demonstrate the combined LSTM+GPR model outperforms other counterparts and is capable of achieving accurate results for both 1-step and multistep ahead capacity predictions. Even predicting the RUL at the early battery cycle stage, the proposed data-driven approach still presents good adaptability and reliable uncertainty quantification for battery health diagnosis.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Tristan完成签到 ,获得积分10
1秒前
FanZao完成签到,获得积分10
1秒前
高石完成签到 ,获得积分10
2秒前
小李不吃梨完成签到,获得积分10
3秒前
抹缇卡完成签到 ,获得积分10
3秒前
米海椒的应助被LZ采纳,获得10
4秒前
余谏己完成签到 ,获得积分10
4秒前
wenwei完成签到,获得积分10
4秒前
说不得大师完成签到 ,获得积分10
4秒前
东木耳语完成签到,获得积分10
5秒前
求助完成签到,获得积分0
6秒前
const完成签到,获得积分10
7秒前
忧虑的书南文舟舟完成签到 ,获得积分10
7秒前
ljhwahaha完成签到,获得积分10
7秒前
ldy完成签到,获得积分10
8秒前
知性的平卉完成签到 ,获得积分10
8秒前
JIang完成签到 ,获得积分20
8秒前
guopan完成签到,获得积分10
9秒前
雷霆大香蕉完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
dashi完成签到,获得积分10
11秒前
Casey完成签到,获得积分10
12秒前
dd完成签到 ,获得积分10
13秒前
wangyumumu完成签到,获得积分0
13秒前
IVY完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
欧尼酱完成签到 ,获得积分10
15秒前
null的应助被Chew1q采纳,获得10
15秒前
chriscda完成签到,获得积分10
16秒前
乐观安蕾完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
18秒前
怕黑的乌完成签到,获得积分10
18秒前
和谐的sui完成签到,获得积分10
18秒前
星宇完成签到 ,获得积分10
19秒前
liang完成签到 ,获得积分10
20秒前
顺利的夜白完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
zs完成签到,获得积分10
21秒前
葳蕤2完成签到 ,获得积分20
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8091663
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9503991
关于积分的说明 21438074
捐赠科研通 7663903
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3405041
关于科研通互助平台的介绍 2533397
邀请新用户注册赠送积分活动 2443707