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!

Accurate and efficient remaining useful life prediction of batteries enabled by physics-informed machine learning

可解释性 稳健性(进化) 电池(电) 均方误差 人工神经网络 计算机科学 人工智能 机器学习 数学 统计 生物化学 化学 功率(物理) 物理 量子力学 基因
作者
Liang Ma,Jinpeng Tian,Tieling Zhang,Qinghua Guo,Chunsheng Hu
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:91: 512-521 被引量:122
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2023.12.043
摘要

The safe and reliable operation of lithium-ion batteries necessitates the accurate prediction of remaining useful life (RUL). However, this task is challenging due to the diverse ageing mechanisms, various operating conditions, and limited measured signals. Although data-driven methods are perceived as a promising solution, they ignore intrinsic battery physics, leading to compromised accuracy, low efficiency, and low interpretability. In response, this study integrates domain knowledge into deep learning to enhance the RUL prediction performance. We demonstrate accurate RUL prediction using only a single charging curve. First, a generalizable physics-based model is developed to extract ageing-correlated parameters that can describe and explain battery degradation from battery charging data. The parameters inform a deep neural network (DNN) to predict RUL with high accuracy and efficiency. The trained model is validated under 3 types of batteries working under 7 conditions, considering fully charged and partially charged cases. Using data from one cycle only, the proposed method achieves a root mean squared error (RMSE) of 11.42 cycles and a mean absolute relative error (MARE) of 3.19% on average, which are over 45% and 44% lower compared to the two state-of-the-art data-driven methods, respectively. Besides its accuracy, the proposed method also outperforms existing methods in terms of efficiency, input burden, and robustness. The inherent relationship between the model parameters and the battery degradation mechanism is further revealed, substantiating the intrinsic superiority of the proposed method.
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
7秒前
28秒前
31秒前
33秒前
wangfang0228完成签到 ,获得积分10
38秒前
JLB完成签到 ,获得积分10
55秒前
1分钟前
wuzhe03完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
SCI的芷蝶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
fred发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
fred完成签到,获得积分10
2分钟前
鸽子完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
高贵碧凡完成签到 ,获得积分10
2分钟前
nkr完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
老石完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
糟糕的翅膀完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
mzhang2完成签到 ,获得积分10
4分钟前
有只kangaroo完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
小通通完成签到 ,获得积分10
4分钟前
5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
《上海印钞厂志》 3000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
模型平均及其应用 900
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7338926
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8952296
关于积分的说明 18998681
捐赠科研通 6991238
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3218421
关于科研通互助平台的介绍 2384172
邀请新用户注册赠送积分活动 2198382