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!

Physics-informed neural networks for small sample state of health estimation of lithium-ion batteries

锂(药物) 离子 人工神经网络 估计 样品(材料) 国家(计算机科学) 计算机科学 工程物理 纳米技术 物理 人工智能 材料科学 医学 工程类 精神科 系统工程 算法 量子力学 热力学
作者
Lang Chen,Chun Chang,Xiaoyu Liu,Jiuchun Jiang,Yan Jiang,Aina Tian
出处
期刊:Journal of energy storage [Elsevier BV]
卷期号:122: 116559-116559 被引量:23
标识
DOI:10.1016/j.est.2025.116559
摘要

As lithium-ion batteries become increasingly prevalent in daily life, accurately estimating their State of Health (SOH) is crucial to reduce maintenance costs and prevent accidents. Due to the high costs of measurement, data collection, and storage, traditional data-driven methods struggle to make accurate estimations in small-sample scenarios, as they rely heavily on high-quality training data. To address this issue, we propose a method for SOH estimation that embeds physical information into a neural network . First, a semi-empirical model describing battery capacity degradation is constructed based on the Logistic equation . This model is then embedded into a neural network to form a Semi-empirical Physics-Informed Neural Networks (SPINN). The loss function combines the fitting error from the neural network with the error related to physical information, ensuring that the training of SPINN is guided by physical constraints. Experiments were conducted using three publicly available datasets for small-sample training. The results show that even with limited training data, the proposed method ensures accurate SOH estimation. Furthermore, comparative experiments with existing data-driven and electrochemical models demonstrate the superiority of the proposed approach. When trained on only 50 % of the available data, other data-driven models exhibited prediction failures, while SPINN maintained a maximum RMSPE below 5 %. • Proposed a dynamic physical model capable of describing the battery degradation rate. • Fusion of the physics-based model with a neural network architecture gives rise to a SPINN. • Using Huber loss and adaptive loss fixes inaccurate SOH predictions from imbalanced weights in SPINN learning. • The proposed SOH method outperforms mainstream models with limited training data.
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
帅气如蓉完成签到,获得积分10
18秒前
solution完成签到 ,获得积分10
31秒前
一个爱打乒乓球的彪完成签到 ,获得积分10
31秒前
zzhui完成签到,获得积分10
34秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
45秒前
nano_grid完成签到,获得积分10
46秒前
woxinyouyou完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
ling361完成签到,获得积分10
1分钟前
Zoe发布了新的文献求助10
1分钟前
bkagyin应助Zoe采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
精明寒松完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yaomax完成签到 ,获得积分10
2分钟前
千里完成签到 ,获得积分10
2分钟前
魁123完成签到 ,获得积分10
3分钟前
向日葵完成签到,获得积分10
3分钟前
吃的饱饱呀完成签到 ,获得积分10
3分钟前
灵宝宝完成签到,获得积分10
3分钟前
zxdw完成签到,获得积分10
3分钟前
琳io完成签到 ,获得积分10
3分钟前
子平完成签到 ,获得积分0
3分钟前
珍妮完成签到 ,获得积分10
4分钟前
xue完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
苏打发布了新的文献求助10
4分钟前
4分钟前
苏打完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
4分钟前
5分钟前
juliar完成签到 ,获得积分10
5分钟前
大模型应助失眠的寄云采纳,获得10
6分钟前
6分钟前
6分钟前
失眠的寄云完成签到,获得积分10
7分钟前
7分钟前
Zoe发布了新的文献求助10
7分钟前
领导范儿应助Zoe采纳,获得10
7分钟前
cgs完成签到 ,获得积分10
7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
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6444675
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258513
关于积分的说明 17591216
捐赠科研通 5504046
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901488
邀请新用户注册赠送积分活动 1878497
关于科研通互助平台的介绍 1717913