State of Charge and Range Estimation of Lithium-ion Batteries in Electric Vehicles
Notice bibliographique
Résumé
Switching from fossil-fuel-powered vehicles to electric vehicles has become an international focus in the pursuit of combatting climate change. Regardless, the adoption of electric vehicles has been slow, in part, due to range anxiety. One solution to mitigating range anxiety is to provide a more accurate state of charge (SOC) and range estimation. SOC estimation of lithium-ion batteries for electric vehicle application is a well-researched topic, yet minimal tools and code exist online for researchers and students alike. To that end, a publicly available Kalman filter-based SOC estimation function is presented. The MATLAB function utilizes a second-order resistor-capacitor equivalent circuit model. It requires the SOC-OCV (open circuit voltage) curve, internal resistance, and equivalent circuit model battery parameters. Users can use an extended Kalman filter (EKF) or adaptive extended Kalman filter (AEKF) algorithm and temperature-dependent battery data. A practical example is illustrated using the LA92 driving cycle of a Turnigy battery at multiple temperatures ranging from -10C to 40C. Current range estimation methods suffer from inaccuracy as factors including temperature, wind, driver behaviour, battery voltage, current, SOC, route/terrain, and much more make it difficult to model accurately. One of the most critical factors in range estimation is the battery. However, most models thus far are represented using equivalent circuit models as they are more widely researched. Another limitation is that any machine learning-based range estimation is typically based on historical driving data that require odometer readings for training. A range estimation algorithm using a machine learning-based voltage estimation model is presented. Specifically, the long short-term memory cell in a recurrent neural network is used for the battery model. The model is trained with two datasets, classic and whole, from the experimental data of four Tesla/Panasonic 2170 battery cells. All network training is completed on SHARCNET, a resource provided by Canada Compute to researchers. The classically trained network achieved an average root mean squared error (RMSE) of 44 mV compared to 34 mV achieved by the network trained on the whole dataset. Based on the whole dataset, all test cases achieve an end range estimation of less than 5 km with an average of 0.29 km.
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 enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».