شماره ركورد
33929
پديد آورنده
اميرمحمد عباسي
عنوان
تخمين وضعيت شارژ و سلامتي باتري ليتيوم_يون به كمك روشهاي دادهمحور هيبريدي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك (تبديل انرژي)
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/26
استاد راهنما
دكتر آيت قرهقاني
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
در سالهاي اخير، پيشرفت تكنولوژي همراه با محدوديتهايي بوده كه توسط خود انسانها اعمال ميشود، و اين محدوديتها ناشي از تغيير اولويتها و اهميت بيش از پيش برخي مسائل، مانند مسائل زيستمحيطي است. يك پاسخ مناسب به مسالۀ آلودگي زيستمحيطي توسط خودروهاي احتراق داخلي، استفاده از خودروهاي برقي و بخصوص خودروهايي برقي مبتني بر باتري است كه در مدت زمان عمر عملكردي خود آلودگي توليد نميكنند. با توجه به اين نكته و اين مساله كه باتري بخش اصلي خودروهاي الكتريكي محسوب ميشود، پژوهشهاي زيادي به منظور نظارت و بررسي و تخمين پارامترهاي اساسي اين باتريها، بخصوص وضعيت شارژ و سلامتي آنها، صورت گرفتهاست. در اين پژوهش، يك مدل مبتني بر شبكههاي عصبي فيزيكآگاه پيشنهاد شده كه به صورت همزمان وضعيت شارژ و سلامتي باتري را تخمين ميزند. به عنوان قيد فيزيكي اين شبكه، به كمك يك روش نسبتا جديد كه با عنوان شناسايي ديناميك خلوت سامانههاي غير خطي شناخته ميشود، معادلاتي براي اين دو پارامتر استخراجشده تا امكان آموزش شبكۀ فيزيكآگاه فراهم شود. اين معادلات با دخيلكردن پارامترهاي فيزيكي اثرگذار بر تغييرات پارامترهاي مورد بررسي، قيد فيزيكي دقيقي از رفتار باتري ارائه ميدهند. نتيجۀتخمين شبكۀ عصبي فيزيكآگاه نشان ميدهد كه خطاي ميانگين مطلق تخمين پارامترها توسط مدل برابر 0/085898 درصد بوده و ضريب تعيين آن نيز 0/9970 است. همچنين به جهت بررسي بيشتر دقت عملكرد مدل، به كمك يك روش يادگيري انتقالي عملكرد مدل بر روي دادههاي جديد (دادههاي باتري ناسا) نيز بررسي شد كه ضرايب تعيين بهترين نتيجۀ كسبشده براي وضعيت شارژ برابر با 0/8707 و براي وضعيت سلامتي برابر با 0/9904 است.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/14
عنوان به انگليسي
State of Charge and State of Health Estimation of Li-ion Batteries Using Hybrid Data-Driven Methods
تاريخ بهره برداري
10/18/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
اميرمحمد عباسي
چكيده به لاتين
Throughout history, a main concern of humanity has always been to increase welfare and comfort, and to address this concern, much progress in technology has been made. However, during the last few years, there have been limitations regarding technological advancements imposed by humans themselves. These limits stem from a change in priorities and an increase in concerns regarding issues such as the environment. For example, automobiles, which were once considered a scientific and technological breakthrough, are now being questioned due to years of cumulative pollution caused by them. To address this concern, electric vehicles, and especially battery electric vehicles, have been introduced as a solution that does not produce pollution during their operational life. Given this fact and the importance of batteries as the main component of these technologies, much research has been conducted regarding the maintenance of these vehicles and the estimation of their vital parameters, such as state of charge (SOC) and state of health (SOH). In this work, a method based on physics-informed neural networks (PINNs) is introduced to co-estimate the state of charge and state of health in a lithium-ion battery. As physical constraints, a novel method called sparse identification of nonlinear dynamics (SINDy) was used to extract meaningful equations and a model that would describe SOC and SOH in order to train the PINN. Using SINDy ensures that the extracted equations describe changes in SOC and SOH based on the changes in inputs of the system and other physical parameters, which provide a meaningful physical constraint. As a result, it was shown that the mean absolute error (MAE) of the model was 0.085898% with a coefficient of determination of 0.9970. To further demonstrate the model’s generalizability, using a transfer learning technique, the model was then deployed on an experimental battery dataset, namely the NASA dataset, and the best-case results were a coefficient of determination of 0.8707 for SOC estimation and 0.9904 for SOH estimation.
كليدواژه هاي فارسي
باتري ليتيوم_يون , وضعيت شارژ , وضعيت سلامتي , يادگيري عميق , شبكۀ عصبي فيزيكآگاه
كليدواژه هاي لاتين
Lithium-ion batteries , State of charge , State of health , Deep learning , Physics-informed neural networks
Author
AmirMohammad Abbasi
SuperVisor
Dr. Ayat Gharehghani