清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

A hybrid deep learning model for robust and data-efficient lithium-ion battery remaining useful life prediction

作者
Mengkang Xu,Shihao Xing,Jianhe Hong,Xinpeng Tian,Boyuan Huang,Hongyun Jin,Jiangyu Li
出处
期刊:Journal of materials informatics [OAE Publishing Inc.]
卷期号:6 (2) 被引量:1
标识
DOI:10.20517/jmi.2025.80
摘要

Lithium-ion batteries are extensively utilized in applications like new energy vehicles and aerospace owing to their high energy density and safety, but their service life diminishes due to irreversible capacity degradation from repeated charge-discharge cycles, making accurate remaining useful life (RUL) prediction critical for reliability and operational safety. Current data-driven methods often struggle with long-range dependencies, noise from capacity regeneration, and efficient data utilization. To address these challenges, this study introduces a novel hybrid neural network architecture that integrates complementary ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise (CEEMDAN) for denoising preprocessing with a Transformer-convolutional neural network (CNN)-bidirectional gated recurrent unit (BiGRU) model. The framework employs health indicators extracted from voltage and current profiles as inputs, where CEEMDAN mitigates interference effects, the Transformer captures global degradation trends via self-attention mechanisms, the CNN extracts localized short-term features, and the bidirectional GRU models temporal dependencies bidirectionally. Experimental validation on National Aeronautics and Space Administration (NASA) and our own test datasets demonstrates that the proposed approach significantly outperforms other models in key metrics such as mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE) and mean absolute percentage error (MAPE), achieving high accuracy even with minimal training data (e.g., only 40% of cycles). Furthermore, cross-dataset validation demonstrates robust generalization of our model, achieving MAPE below 3.5% when transferring between NASA and our battery data without retraining. This hybrid model offers a robust, data-efficient solution for enhancing RUL prediction in practical battery management systems, with strong generalization across diverse battery types.

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
wmf完成签到 ,获得积分10
2秒前
4秒前
傲娇断天完成签到,获得积分10
5秒前
Maggie完成签到 ,获得积分10
7秒前
prigogin的应助被Justtry采纳,获得10
10秒前
毕先生完成签到,获得积分10
10秒前
科研小菜鸡完成签到 ,获得积分10
11秒前
文静飞松完成签到,获得积分10
13秒前
16秒前
liuteng完成签到 ,获得积分10
19秒前
22秒前
23秒前
maomao完成签到 ,获得积分10
24秒前
潇洒芒果发布了新的文献求助10
26秒前
piaoaxi完成签到 ,获得积分10
29秒前
djh完成签到,获得积分0
29秒前
ct发布了新的文献求助10
29秒前
Justtry完成签到,获得积分10
30秒前
一丝琪完成签到 ,获得积分10
36秒前
养花低手完成签到 ,获得积分0
43秒前
152455完成签到 ,获得积分10
44秒前
诚心金渐基完成签到 ,获得积分10
45秒前
ct完成签到,获得积分20
51秒前
2580852qwe完成签到 ,获得积分10
51秒前
如泣草芥完成签到,获得积分10
51秒前
潇洒芒果完成签到,获得积分10
52秒前
温柔的海秋完成签到,获得积分10
55秒前
X519664508完成签到,获得积分0
56秒前
优雅的绿蓉完成签到 ,获得积分10
56秒前
ct关注了科研通微信公众号
57秒前
熊猫完成签到 ,获得积分10
58秒前
踏实的白卉完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
奋斗的妙海完成签到 ,获得积分0
1分钟前
淡然的冰淇淋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
独特语雪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
安格完成签到 ,获得积分10
1分钟前
whuhustwit完成签到,获得积分10
1分钟前
李健的应助被顺利的水瑶采纳,获得10
1分钟前
英勇梦芝完成签到,获得积分10
1分钟前
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
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 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 8084170
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9498877
关于积分的说明 21409001
捐赠科研通 7652832
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3402477
关于科研通互助平台的介绍 2531670
邀请新用户注册赠送积分活动 2441144