IVCLNet: A Hybrid Deep Learning Framework Integrating Signal Decomposition and Attention-Enhanced CNN-LSTM for Lithium-Ion Battery SOH Prediction and RUL Estimation

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作者
Yulong Pei,Hua Huo,Yinpeng Guo,Shilu Kang,Jiaxin Xu
出处
期刊:Energies [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:18 (21): 5677-5677 被引量:4
标识
DOI:10.3390/en18215677
摘要

Accurate prediction of the degradation trajectory and estimation of the remaining useful life (RUL) of lithium-ion batteries are crucial for ensuring the reliability and safety of modern energy storage systems. However, many existing approaches rely on deep or highly complex models to achieve high accuracy, often at the cost of computational efficiency and practical applicability. To tackle this challenge, we propose a novel hybrid deep-learning framework, IVCLNet, which predicts the battery’s state-of-health (SOH) evolution and estimates RUL by identifying the end-of-life threshold (SOH = 80%). The framework integrates Improved Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise (ICEEMDAN), Variational Mode Decomposition (VMD), and an attention-enhanced Long Short-Term Memory (LSTM) network. IVCLNet leverages a cascade decomposition strategy to capture multi-scale degradation patterns and employs multiple indirect health indicators (HIs) to enrich feature representation. A lightweight Convolutional Block Attention Module (CBAM) is embedded to strengthen the model’s perception of critical features, guiding the one-dimensional convolutional layers to focus on informative components. Combined with LSTM-based temporal modeling, the framework ensures both accuracy and interpretability. Extensive experiments conducted on two publicly available lithium-ion battery datasets demonstrated that IVCLNet significantly outperforms existing methods in terms of prediction accuracy, robustness, and computational efficiency. The findings indicate that the proposed framework is promising for practical applications in battery health management systems.
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