論文の概要: A Transferable Multi-stage Model with Cycling Discrepancy Learning for Lithium-ion Battery State of Health Estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.00190v1
• Date: Thu, 1 Sep 2022 02:59:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-09-02 13:26:48.448103
• Title: A Transferable Multi-stage Model with Cycling Discrepancy Learning for Lithium-ion Battery State of Health Estimation
• Title（参考訳）: リチウムイオン電池状態推定のためのサイクル離散学習を用いた移動可能多段階モデル
• Authors: Yan Qin and Chau Yuen and Xunyuan Yin and Biao Huang
• Abstract要約: 電池の完全ライフサイクルの多重劣化パターンは、伝達学習(TL)の追求を困難にしている 移動可能な多段SOH推定モデルを提案し,4段階からなる電池間TLを実現する。 提案手法は,3つのバッテリを用いたラン・ツー・フェイル・ベンチマークにおいて,様々な転送タスクにおける競合アルゴリズムよりも優れる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.980782609740082
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: As a significant ingredient regarding health status, data-driven state-of-health (SOH) estimation has become dominant for lithium-ion batteries (LiBs). To handle data discrepancy across batteries, current SOH estimation models engage in transfer learning (TL), which reserves apriori knowledge gained through reusing partial structures of the offline trained model. However, multiple degradation patterns of a complete life cycle of a battery make it challenging to pursue TL. The concept of the stage is introduced to describe the collection of continuous cycles that present a similar degradation pattern. A transferable multi-stage SOH estimation model is proposed to perform TL across batteries in the same stage, consisting of four steps. First, with identified stage information, raw cycling data from the source battery are reconstructed into the phase space with high dimensions, exploring hidden dynamics with limited sensors. Next, domain invariant representation across cycles in each stage is proposed through cycling discrepancy subspace with reconstructed data. Third, considering the unbalanced discharge cycles among different stages, a switching estimation strategy composed of a lightweight model with the long short-term memory network and a powerful model with the proposed temporal capsule network is proposed to boost estimation accuracy. Lastly, an updating scheme compensates for estimation errors when the cycling consistency of target batteries drifts. The proposed method outperforms its competitive algorithms in various transfer tasks for a run-to-failure benchmark with three batteries.
• Abstract（参考訳）: 健康状態に関する重要な要素として、リチウムイオン電池(LiB)では、データ駆動型健康状態推定(SOH)が主流となっている。 電池間のデータ不一致を処理するため、現在のSOH推定モデルは転送学習(TL)に携わり、オフライン訓練モデルの部分構造を再利用することで得られる知識を予備的に確保する。 しかし、電池の全ライフサイクルの複数の劣化パターンはTLを追求することが困難である。 ステージの概念は、同様の劣化パターンを示す連続サイクルの集合を記述するために導入された。 移動可能な多段soh推定モデルを提案し、4段階からなる同じ段階の電池間でtlを行う。 第一に、特定ステージ情報により、電源電池からの生サイクルデータを高次元の位相空間に再構成し、限られたセンサーで隠れたダイナミクスを探索する。 次に、再構成されたデータで離散部分空間をサイクリングすることで、各段階のサイクルにまたがるドメイン不変表現を提案する。 第3に、異なるステージ間の不均衡放電サイクルを考慮して、長い短期記憶ネットワークを持つ軽量モデルと、提案した時間カプセルネットワークを持つ強力なモデルからなる切換推定戦略を提案し、推定精度を高める。 最後に、更新方式は、目標電池のサイクリング一貫性がドリフトするときに推定誤差を補償する。 提案手法は,3つの電池を搭載したラン・トゥ・フェイルアベンチマークにおいて,様々な転送タスクにおいて,その競合アルゴリズムを上回っている。

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