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Enregistrement W4230665106 · doi:10.1149/ma2016-02/3/329

An on-Line Electrochemical Parameter Estimation Study on Lithium-Ion Batteries Using Neural Network (NN)

2016· article· en· W4230665106 sur OpenAlexaffabout
Ali Jokar, Barzin Rajabloo, Martin Désilets, Marcel Lacroix

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2016
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvanced Battery Technologies Research
Établissements canadiensUniversité de Sherbrooke
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBattery (electricity)Artificial neural networkElectrochemistryElectrolyteLithium-ion batteryElectrodeComputer scienceInverseCathodeMaterials scienceLithium (medication)Biological systemPower (physics)Electrical engineeringChemistryEngineeringMathematicsMachine learningPhysicsThermodynamics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Several studies have been devoted to the modeling of electrochemical lithium-ion (Li-ion) batteries. The success of all these models relies, among other things, on the precise knowledge of the electrochemical properties of the battery. Direct measurement of these properties is, however, a tedious task. It typically requires the dismantling of the battery. Also, the measured properties are dependent on the battery’s age and may vary according to the measurement technique. To overcome the difficulties of estimating the battery properties, inverse methods are proposed. These methods are based on optimization algorithms that aim at minimizing the discrepency between the predictions of a direct model (including estimated parameters) and experimental data. The major drawback of inverse methods is that they are computationally demanding. As a result, they cannot be retained for on-line control, monitoring or Battery Management Systems (BMSs). In this paper, for the first time, an inverse method resting on a trained neural network is presented for the on-line estimation of the following five electrochemical properties of a Li-ion battery: The diffusion coefficients of the electrodes (Dn & Dp), the intercalation/deintercalation reaction-rate constant for both electrodes (kn & kp) and the electrolyte resistance (Rcell). The black box model employs the 1C discharge curve of a Li-ion battery with a LiCoO2cathode material. Due to the complexity of Li-ion batteries, four different layers were chosen for the neural network: one input layer, two hidden layers and one output layer. The 1C discharge curve is fed to the model via a time domain matrix for the input layer. In order to reduce the training error, two different hidden layers comprising 50 and 75 neurons were employed. The output layer was composed of five signals which characterize the electrochemical properties. The data needed for the training of the neural network was generated with an improved Single Particle Model (SPM). The 1C discharge curves were first calculated for a reasonable range of the expected parameters. These data were then used to determine the values of the weights and functions of the neural network. The process was next implemented into two steps. First, the optimum number of training iterations was calculated. Seventy percent (70 %) of the generated data was randomly employed to train the network. The remaining data (30%) was used to test the performance of the network. Second, once the optimum value of the iteration number had been determined, the model was trained again by introducing the available data for the optimum iteration number. Finally, the trained neural network was used to estimate the electrochemical properties for different 1C discharge curves. The model was successfully validated with experimental data. Moreover, due to the matrix structure of the neural network, the parameter estimation process is adaptable and easy to implement. As a result, the proposed neural network model is suitable for real-time control and monitoring applications. Acknowledgements: The financial supports of Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) and Hydro-Quebec are gratefully acknowledged. Figure 1

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,035
Tête enseignante GPT0,311
Écart entre enseignants0,275 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2016
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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