A hybrid variational mode decomposition and optimized long short-term memory framework for Lithium-Ion battery state-of-health estimation with multidimensional features

超参数 计算机科学 稳健性(进化) 均方误差 主成分分析 冗余(工程) 水准点(测量) 算法 特征(语言学) 降维 人工智能 模式识别(心理学) 模式(计算机接口) 机器学习 维数之咒 编码(社会科学) 人工神经网络 数据挖掘 信号处理 电池(电) 启发式 特征选择 组分(热力学) 辍学(神经网络)
作者
Guangbing Yang,Chengbin Liang,Ming Yang,Jianmin Li
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:692: 241039-241039 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2026.241039
摘要

Accurate state-of-health (SOH) estimation is a core requirement for reliable lithium-ion battery management systems. This paper proposes a hybrid framework integrating multidimensional feature engineering, adaptive signal decomposition, and automatic hyperparameter optimization. First, eight health features covering current, voltage, temperature, and incremental capacity domains are extracted, and four highly SOH-correlated features are screened via training-set-restricted Pearson analysis to avoid information leakage. Variational mode decomposition (VMD) is then applied to decompose feature sequences into multi-scale intrinsic mode functions to separate long-term degradation trends from measurement noise, followed by principal component analysis (PCA) to eliminate inter-component redundancy and retain dominant information. A dung beetle optimizer (DBO) is further introduced to automatically tune long short-term memory (LSTM) hyperparameters including learning rate, the number of neurons in each layer, and dropout rate, thereby overcoming performance fluctuations caused by manual tuning. Validation on NASA PCoE and CALCE datasets shows that the proposed VMD-PCA-DBO-LSTM framework reduces RMSE by up to 30.5% compared with the benchmark model, achieving minimum RMSE of 0.0029 and 0.0159, with maximum R 2 of 0.9927 and 0.9953, respectively. Notably, the model maintains stable performance even with only 50% training data, confirming its robustness for practical BMS deployment under limited-data scenarios.

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
Benjamin完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
pipi发布了新的文献求助10
2秒前
英姑应助小小歌2015采纳,获得10
2秒前
2秒前
SciGPT应助晓飞采纳,获得30
2秒前
ju发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
踏实冷荷给踏实冷荷的求助进行了留言
3秒前
范范范完成签到,获得积分10
4秒前
wfk完成签到,获得积分10
5秒前
从开始到现在完成签到,获得积分10
5秒前
CodeCraft应助刘艺珍采纳,获得10
6秒前
6秒前
lihui发布了新的文献求助10
7秒前
不倦发布了新的文献求助10
7秒前
李乐乐乐乐完成签到,获得积分10
8秒前
黄子晴发布了新的文献求助10
8秒前
Tomma发布了新的文献求助30
8秒前
9秒前
9秒前
半夏生姜完成签到,获得积分10
10秒前
美丽的时光完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
qingshui完成签到,获得积分10
11秒前
吴文斌完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
孤单心事完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
15秒前
molihuakai应助leo采纳,获得10
15秒前
白鸽鸽完成签到,获得积分10
16秒前
moya发布了新的文献求助30
16秒前
黄子晴完成签到,获得积分10
17秒前
勇往直前发布了新的文献求助10
17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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 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 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 7712335
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9268363
关于积分的说明 20071493
捐赠科研通 7288852
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3297503
关于科研通互助平台的介绍 2451906
邀请新用户注册赠送积分活动 2304614