Ин таҳқиқот ҳадаф дорад каҷхатти таназзули ҳолати саломатии батареяи литий-ионӣ (state of health, SOH)-ро дар шароити ҳадафии корӣ, ки қаблан дар он санҷиши даврӣ гузаронида нашудааст, танҳо бо истифода аз пайдарпаии SOH-и шароити манбаи санҷидашуда ва омилҳои шароити манбаъ–ҳадаф тавлид кунад. Муҳаққиқон модели тавлидии шартии вариатсионии пайдарпаӣ-ба-пайдарпаӣ (conditional variational sequence-to-sequence, seq2seq)-ро бо танзимгари динамикаи таназзули кампайванд муттаҳид кардаанд. Модел дар ду химияи гуногуни батарея ва ду шакли таназзул санҷида шуда, нисбат ба беҳтарин усули муқоисавии мавҷуда хатои миёнаи мутлақро дар маҷмӯи якуми додаҳо ҳадди ақал %31,03 ва дар маҷмӯи дуюм %35,90 кам кардааст. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот preprint-и аз арзёбии ҳамтоён нагузашта мебошад; натиҷаҳо ба пайдарпаии пиршавии лабораторӣ такя мекунанд, ки дар шароити собит ва пешакӣ муайяншудаи корӣ ба даст омадаанд.

Ғояи асосии усули пешниҳодшуда бар ин фарзия асос ёфтааст, ки каҷхаттҳои SOH, ки зери ҳарорат, суръати заряд, суръати разряд, ҳолати заряд ва умқи разряди гуногун ба вуҷуд меоянд, бо вуҷуди фарқ дар намуди зоҳирӣ метавонанд геометрияи муштараки ниҳонии таназзул дошта бошанд. Рамзгузори пайдарпаӣ каҷхатти ченшудаи шароити манбаъро ба ҳамин фазои муштараки ниҳонӣ интиқол медиҳад. Рамзгузори шароит фарқи байни шароити кории манбаъ ва ҳадафро ба пайдарпаии табдили бо вақт тағйирёбанда мубаддал мекунад. Рамзкушои пайдарпаӣ аз пайдарпаии ниҳонии табдилёфта каҷхатти пурраи таназзули SOH-и шароити ҳадаф ва баҳодиҳии номуайяниро тавлид мекунад.

Вазифаи ёрирасоне, ки ба вазифаи асосии тавлидӣ илова шудааст, ташвиқ мекунад, ки каҷхатти тавлидшудаи SOH ба динамикаи омӯхташудаи таназзул, ки бо шумораи даврҳо, омилҳои шароити ҳадаф, сатҳи ҷории SOH ва ҳассосияти SOH ба шароитҳо алоқаманд аст, мувофиқат кунад. Дар маҷмӯи якуми додаҳо арзиши миёнаи MAE-и модели пурра 0,0040 ва дар маҷмӯи дуюм 0,0050 буд. Дар озмоиши аблятсионии маҷмӯи якум фарқи байни модели M1, ки вазифаи ёрирасон аз он хориҷ шуда буд, ва модели пурра аз нигоҳи оморӣ аҳамиятнок набуд; баръакс, дар маҷмӯи дуюм модели пурра нисбат ба ҳамаи версияҳои хориҷшуда, аз ҷумла M1, натиҷаи ба таври аҳамиятнок беҳтар дод. Ин фарқ нишон медиҳад, ки саҳми танзимгари динамикии ёрирасон метавонад ба маҷмӯи додаҳо вобаста бошад.

Арзёбӣ аз нигоҳи Туркия: Ин усул метавонад ҳамчун воситаи таҳқиқотӣ барои рушди батареяҳои нақлиёти барқӣ, корҳои маҳаллии R&D оид ба ҳуҷайра ва баста, системаҳои нигоҳдории собити энергия, пешакӣ ҷудокунии стратегияҳои пуркунии зуд ва афзалиятбандии озмоишҳои гарони даврӣ баррасӣ шавад. Аммо маълумоте вуҷуд надорад, ки модель дар химияи ҳуҷайраҳо, шароити иқлимӣ, даврҳои ронандагӣ ва инфрасохтори пуркунии дар Туркия истифодашаванда тасдиқ шудааст. Таҳқиқот нишон намедиҳад, ки озмоишҳои ҷисмонии давриро пурра барҳам додан мумкин аст ё қарорҳои истеҳсолиро танҳо бар асоси натиҷаи модел қабул кардан мумкин аст.

Саволи асосии таҳқиқот чист?

Иқтидор ва муқовимати дохилии батареяҳои литий-ионӣ дар тӯли даврҳои истифода тағйир меёбанд. SOH, ки ҳолати саломатӣ номида мешавад, нишондиҳандаест, ки фаъолияти ҷории батареяро нисбат ба фаъолияти ибтидоӣ ё номиналии он ифода мекунад. Суръат ва шакли таназзули SOH ба шароитҳое чун ҳарорат, ҳолати миёнаи заряд, умқи разряд, суръати заряд, суръати разряд ва ҳудудҳои шиддат сахт вобаста аст.

Истеҳсолкунандаи батарея ё озмоишгоҳи таҳқиқотӣ наметавонад дар ҳамаи шароити эҳтимолии корӣ озмоиши пурраи умри давриро анҷом диҳад. Озмоишҳое, ки барои ҳар як шароит садҳо ё ҳазорҳо давр идома мекунанд, вақт, ҳуҷайра ва каналҳои санҷиширо талаб мекунанд. Бо вуҷуди ин, ҳангоми интихоби тарҳ ё протоколи пуркунӣ донистани каҷхаттҳои дарозмуддати таназзули шароитҳое, ки ҳанӯз санҷида нашудаанд, лозим шуда метавонад.

Саволи асосии таҳқиқот чунин аст: Оё бе ягон даври ибтидоӣ ё додаи амалиётии вақти воқеӣ дар шароити ҳадаф метавон аз пайдарпаии SOH, ки дар шароити дигар чен шудаанд, каҷхатти пурраи таназзули шароити ҳадафро тавлид кард?

“Бе додаҳои амалиётӣ” чӣ маъно дорад?

Ибораи дар таҳқиқот истифодашуда бояд бо эҳтиёт маҳдуд карда шавад. Вурудҳои пешгӯии модел инҳоянд:

• Пайдарпаии ченшудаи таназзули SOH барои як ё якчанд шароити манбаи санҷидашуда,
• Омилҳои шароити манбаъ, ба монанди ҳарорат, суръати заряд, суръати разряд, SOC ё DOD,
• Омилҳои ҳамон навъ барои шароити ҳадафе, ки бояд пешгӯӣ шавад.

Додаҳое, ки модел талаб намекунад, ҷараён, шиддат, ҳарорат, каҷхатти заряд ё пайдарпаии SOH-и даврҳои ибтидоӣ мебошанд, ки зери шароити ҳадаф чен шудаанд. Аз ин рӯ, усул “пешгӯии бе дода” анҷом намедиҳад; он бе ниёз ба додаҳои амалиётии шароити ҳадаф, аз додаҳои шароити манбаъ тавлиди байни шароитҳоро анҷом медиҳад.

Кадом холигии адабиёт ҳадаф гирифта шудааст?

Қисми муҳими усулҳои мавҷудаи пешгӯии умри барвақт ё SOH аз ҷараён, шиддат, иқтидор ё нишондиҳандаҳои саломатии даврҳои аввали ҳуҷайраи ҳадаф истифода мебаранд. Равишҳои омӯзиши интиқолӣ низ одатан ҳадди ақал миқдори маҳдуди додаҳоро аз домени ҳадаф талаб мекунанд. Ин ҳолат истифодаи усулро дар марҳилаҳои тарҳрезие, ки дар шароити ҳадаф ҳанӯз озмоиш гузаронида нашудааст, маҳдуд мекунад.

Усулҳои анъанавие, ки додаҳои амалиётии ҳадафро талаб намекунанд, асосан ба моделҳое чун регрессияи раванди Гауссӣ ва регрессияи вектори такягоҳӣ такя мекунанд, ки омилҳои шароитро мустақиман ба SOH ё арзиши умр мувофиқ мекунанд. Муҳаққиқон қайд мекунанд, ки ин моделҳо метавонанд дар фарогирии шаклҳои мураккаби ғайрихаттӣ дар доираи васеи шароитҳо ва марҳилаҳои пешрафтаи таназзул душворӣ кашанд.

Равиши тавлидии пешниҳодшуда ба ҷойи ҳисоб кардани арзишҳои ҳадафи SOH як ба як тавассути регрессия, каҷхатти шароити манбаъро дар фазои муштараки ниҳонии таназзул ба каҷхатти шароити ҳадаф табдил медиҳад. Ҳамин тавр, дар тамоми давраи ҳаёт пайдарпаии вақти ба ҳам пайваст тавлид мешавад.

Масъала аз ҷиҳати математикӣ чӣ гуна муайян шудааст?

Як шароити корӣ бо векторе ифода мешавад, ки аз M омил иборат аст:

\[ \mathbf{c}=(c^1,c^2,\ldots,c^M) \]

Шароити манбаъ:

\[ \mathbf{c}_s=(c_s^1,c_s^2,\ldots,c_s^M) \]

Шароити ҳадаф:

\[ \mathbf{c}_t=(c_t^1,c_t^2,\ldots,c_t^M) \]

Пайдарпаии SOH, ки зери шароити манбаъ чен шудааст:

\[ \mathbf{SOH}_s=(SOH_{s,1},SOH_{s,2},\ldots,SOH_{s,N}) \]

муайян шудааст. Пайдарпаии ҳадафе, ки модел бояд тавлид кунад, чунин аст:

\[ \mathbf{SOH}_t=f(\mathbf{SOH}_s,\mathbf{c}_s,\mathbf{c}_t) \]

ва бо ин муносибат ифода мешавад. Дар ин ҷо N шумораи нуқтаҳои ченкунии пайдарпаӣ аст. Модел ҳам шароите, ки каҷхатти манбаъ дар он ба вуҷуд омадааст, ва ҳам фарқи шароити ҳадафро аз шароити манбаъ якҷоя истифода мебарад.

Меъмории умумии модел

Дар Расми 1 модел ҳамчун ду вазифаи ба ҳам пайваст нишон дода шудааст:

1. Вазифаи ибтидоии тавлидӣ: Пайдарпаии SOH-и манбаъро ба пайдарпаии SOH-и ҳадаф табдил медиҳад.
2. Вазифаи динамикии ёрирасон: Мувофиқати пайдарпаии тавлидшударо бо динамикаи таназзули аз дода омӯхташуда ташвиқ мекунад.

Вазифаи ибтидоӣ аз се модул иборат аст:

• Рамзгузори пайдарпаӣ S(·),
• Рамзгузори шароит C(·),
• Рамзкушои пайдарпаӣ D(·).

Вазифаи ёрирасонро танзимгари динамикии кампайванд R(·) иҷро мекунад.

Рамзгузори пайдарпаӣ каҷхатти таназзули манбаъро чӣ гуна коркард мекунад?

Рамзгузори пайдарпаӣ аз воҳидҳои такроршавандаи дарвозадори бисёрқабата (gated recurrent unit, GRU) сохта шудааст. GRU сохтори шабакаи нейронии дарвозадор аст, ки қарор медиҳад кадом маълумоти гузашта дар пайдарпаии вақт нигоҳ дошта ё фаромӯш карда шавад.

Дарвозаи азнавтанзимкунӣ дар қабати l:

\[ \mathbf{r}_{s,n}^{l}= \sigma\left(\mathbf{W}_{r}^{l} [\mathbf{h}_{s,n-1}^{l},\mathbf{x}_{s,n}^{l}]\right) \]

Дарвозаи навсозӣ:

\[ \mathbf{u}_{s,n}^{l}= \sigma\left(\mathbf{W}_{u}^{l} [\mathbf{h}_{s,n-1}^{l},\mathbf{x}_{s,n}^{l}]\right) \]

Ҳолати ниҳонии номзад:

\[ \widetilde{\mathbf{h}}_{s,n}^{l}= \tanh\left(\mathbf{W}_{h}^{l} [\mathbf{r}_{s,n}^{l}\odot\mathbf{h}_{s,n-1}^{l}, \mathbf{x}_{s,n}^{l}]\right) \]

Ҳолати нави ниҳонӣ:

\[ \mathbf{h}_{s,n}^{l}= (1-\mathbf{u}_{s,n}^{l})\odot\mathbf{h}_{s,n-1}^{l} +\mathbf{u}_{s,n}^{l}\odot\widetilde{\mathbf{h}}_{s,n}^{l} \]

σ функсияи сигмоид, tanh тангенси гиперболикӣ, қавсҳои квадратӣ пайвасткунии векторҳо ва ⊙ зарби элемент-ба-элементро нишон медиҳанд. Вуруди қабати якуми GRU арзиши SOH аст; вуруди қабатҳои болоӣ ҳолати ниҳонии қабати қаблӣ мебошад.

Дар муодилаҳои чопшудаи таҳқиқот ба назар мерасад, ки барои ҳолати ниҳонии номзад ва ҳолати ниҳонии навшуда як рамзи h истифода шудааст. Аломати тилда дар боло барои фарқ кардани ин ду мафҳум мутобиқи таърифи матнӣ нишон дода шудааст; дар ишорагузории аслӣ ин фарқ равшан нест.

Тасвири эҳтимолии ниҳонӣ чӣ гуна сохта мешавад?

Ҳолати ниҳонии қабати охирини GRU тавассути ду шабакаи пурра пайваст ба миёна ва дисперсияи тақсимоти ниҳонии Гауссӣ табдил дода мешавад:

\[ \boldsymbol{\mu}_{s,n}=FC_{\mu}(\mathbf{h}_{s,n}^{L}) \]

\[ \boldsymbol{\sigma}_{s,n}^{2}=FC_{\sigma}(\mathbf{h}_{s,n}^{L}) \]

Вектори ниҳонӣ бо усули азнавпараметрсозӣ намунагирӣ мешавад:

\[ \mathbf{z}_{s,n}= \boldsymbol{\mu}_{s,n} +\boldsymbol{\sigma}_{s,n}^{2}\odot\boldsymbol{\epsilon}, \qquad \boldsymbol{\epsilon}\sim\mathcal{N}(\mathbf{0},\mathbf{I}) \]

Ин намунагирӣ барои он истифода мешавад, ки модел номуайянии донишӣ дар тасвири ниҳонии пайдарпаии манбаъро ифода карда тавонад. Вақте векторҳои ҳамаи қадамҳои вақт муттаҳид мешаванд:

\[ \mathbf{Z}_s= (\mathbf{z}_{s,1},\mathbf{z}_{s,2},\ldots,\mathbf{z}_{s,N}) \]

пайдарпаӣ ба даст меояд.

Эзоҳи ишорагузорӣ: Дар муодила σ², ки бевосита ҳамчун дисперсия муайян шудааст, ҳамчун коэффисиенти намунагирӣ истифода мешавад. Дар моделҳои вариатсионӣ одатан инҳирофи стандартӣ ё инҳирофи стандартии аз log-дисперсия ҳосилшуда истифода мешавад. Таҳқиқот шарҳ намедиҳад, ки оё рамзи дисперсия дар ин ҷо инҳирофи стандартиро ифода мекунад ё амали решаи квадратӣ дар марҳилаи дигар иҷро шудааст. Аз ин рӯ, ҷузъиёти татбиқро аз матн ба таври қатъӣ муайян кардан мумкин нест.

Рамзгузори шароит шароити манбаъ ва ҳадафро чӣ гуна муқоиса мекунад?

Рамзгузори шароит ба ҷойи додани ҳарорат ва омилҳои барқии хом ба шабака, васеъкунии хусусиятҳои аз физика илҳомгирифтаро татбиқ мекунад.

Васеъкунии омилҳои ҳарорат

Барои ҳарорат се оилаи асосии ҳадҳо истифода шудаанд:

• Арзишҳои хоми ҳарорати манбаъ ва ҳадаф,
• Ҳадҳои ба Arrhenius монанди exp(−1/c),
• Ҳадҳои таркибии шакли (1/c)exp(−1/c).

Барои ҳар як оила ҳадҳои ҷудогонаи арзишҳои манбаъ ва ҳадаф ва ҳамчунин ҳадҳои таъсири мутақобил, ба монанди зарб ва нисбат, ҳисоб карда шудаанд. Ҳамин тавр, омили ҳарорат ба тасвири 12-андоза васеъ карда шудааст.

Васеъкунии омилҳои барқӣ

Барои омилҳои барқӣ, ба монанди DOD, SOC, суръати заряд ё суръати разряд:

• Арзишҳои хом,
• Ҳадҳои решаи квадратӣ ё дараҷаи 0,5,
• Ҳадҳои квадратӣ ё дараҷаи 2,
• Таъсирҳои зарб ва нисбати манбаъ–ҳадаф

истифода шуда, ҳар як омил ба 12 андоза васеъ карда шудааст.

Ба хусусиятҳои васеъшуда шумораи даврҳо n илова шуда, ҳар як омили шароит дар як шохаи мустақили пурра пайваст коркард шудааст. Сипас шохаҳои хоси ҳар омил дар шабакаи муштарак муттаҳид шудаанд:

\[ \mathbf{z}_{s\rightarrow t,n}= FC_{\mathrm{shared}}\left( [ FC_{\mathrm{branch}\,1}([\mathbf{c}_{st}^{1},n]), \ldots, FC_{\mathrm{branch}\,M}([\mathbf{c}_{st}^{M},n]) ] \right) \]

Ин сохтор барои он тарҳрезӣ шудааст, ки аввал таъсири ҳар як омил, ба монанди ҳарорат ё суръати заряд, алоҳида омӯхта шавад ва баъд таъсирҳои якҷояи байни омилҳо дар қабати муштарак моделсозӣ гарданд.

Каҷхатти ниҳонии манбаъ ба шароити ҳадаф чӣ гуна табдил дода мешавад?

Вектори ниҳонии манбаъ ва вектори табдили шароит дар ҳар қадами вақт элемент-ба-элемент зарб карда мешаванд:

\[ \mathbf{z}_{t,n}= \mathbf{z}_{s\rightarrow t,n} \odot \mathbf{z}_{s,n} \]

Ин амалро метавон ҳамчун калон кардан, хурд кардан ё самтдиҳии қолаби муштараки ниҳонии таназзул дар андозаҳои гуногун вобаста ба шароити ҳадаф тасаввур кард. Муҳаққиқон визуализатсияҳои фазои ниҳониро ҳамчун “миқёсдиҳии анизотропӣ” тафсир мекунанд.

Рамзкушои пайдарпаӣ кадом натиҷаҳоро тавлид мекунад?

Вектори ниҳонии табдилёфта аз ҷониби рамзкушои пурра пайваст ба арзиши ҳадафи SOH ва дисперсияи Гауссии он арзиш табдил дода мешавад:

\[ [\widehat{SOH}_{t,n}, \sigma_{\widehat{SOH}_{t,n}}^{2}] = D(\mathbf{z}_{t,n}) \]

Пешгӯии миёнаи SOH каҷхатти интизории саломатиро дар шароити ҳадаф медиҳад. Дисперсияи рамзкушо барои ифодаи номуайянии аз дода сарчашмагиранда ё aleatoric-и раванди таназзул дар ҳамон шароити мушоҳидашудаи вуруд истифода шудааст.

Вазифаи ибтидоӣ ба таври мухтасар:

\[ \widehat{\mathbf{SOH}}_t= D\left[ S(\mathbf{SOH}_s) \odot C(\mathbf{c}_s,\mathbf{c}_t) \right] \]

навишта шудааст.

Вазифаи динамикии ёрирасон чӣ мекунад?

Ҳатто агар модели асосӣ каҷхаттеро бо дақиқии баланд тавлид кунад, каҷхатт бояд ба сохтори вақтии таназзули батарея мувофиқ бошад. Бо ин мақсад муҳаққиқон шабакаи кампайвандеро истифода кардаанд, ки суръати тағйирёбии SOH-ро нисбат ба шумораи даврҳо пешгӯӣ мекунад:

\[ \frac{\partial\mathbf{SOH}_t}{\partial n} = R(\boldsymbol{\Phi}_R;\boldsymbol{\Theta}_R) \]

Маҷмӯи номзадҳои динамикӣ:

\[ \boldsymbol{\Phi}_R= \left\{ n, \mathbf{c}_t, \mathbf{SOH}_t, \frac{\partial\mathbf{SOH}_t}{\partial\mathbf{c}_t} \right\} \]

муайян шудааст. Ҳассосиятҳои дараҷаи якуми SOH нисбат ба шароити ҳадаф:

\[ \frac{\partial\mathbf{SOH}_t}{\partial\mathbf{c}_t} = \left( \frac{\partial\mathbf{SOH}_t}{\partial c_t^1}, \frac{\partial\mathbf{SOH}_t}{\partial c_t^2}, \ldots, \frac{\partial\mathbf{SOH}_t}{\partial c_t^M} \right) \]

чунин шакл доранд.

Ин маҷмӯи номзадҳо чор навъи маълумотро дар бар мегирад:

• Таъсири шумораи даврҳо,
• Таъсири шароити кории ҳадаф,
• Таназзули вобаста ба сатҳи ҷории SOH,
• Ҳассосияти маҳаллии SOH ба омилҳои шароит.

Пайванди байни вазифаи ибтидоӣ ва ёрирасон дар он аст, ки ҳосилаи даврии модели тавлидӣ бо баромади танзимгари динамикӣ мувофиқ нигоҳ дошта мешавад:

\[ \frac{\partial D[S(\mathbf{SOH}_s)\odot C(\mathbf{c}_s,\mathbf{c}_t)]}{\partial n} = R\left( n, \mathbf{c}_t, D[S(\mathbf{SOH}_s)\odot C(\mathbf{c}_s,\mathbf{c}_t)], \frac{\partial D[S(\mathbf{SOH}_s)\odot C(\mathbf{c}_s,\mathbf{c}_t)]} {\partial\mathbf{c}_t} \right) \]

Фарқи шарҳнадодашуда дар андозаҳои танзимгари динамикӣ

Таърифи хаттии маҷмӯи номзадҳо 2M+2 ҷузъи вурудро ба вуҷуд меорад. Азбаски дар маҷмӯи якуми додаҳо панҷ омили шароит мавҷуд аст, ин рақам бояд 12 бошад ва дар маҷмӯи дуюм, ки чор омил дорад, бояд 10 бошад. Дар ҷадвалҳои гиперпараметрҳо андозаҳои вуруди танзимгари динамикӣ мутаносибан 13 ва 11 нишон дода шудаанд. Чӣ будани як вуруди иловагӣ шарҳ дода нашудааст.

Модел бо кадом талафот омӯзонида шудааст?

1. Талафоти манфии log-эҳтимолияти Гауссӣ

Хатои пешгӯӣ якҷоя бо дисперсияи пешбиникардаи модел арзёбӣ шудааст:

\[ \mathcal{L}_{NLL} = \frac{1}{N} \sum_{n=1}^{N} \left[ \frac{(SOH_{t,n}-\widehat{SOH}_{t,n})^2} {2\sigma_{\widehat{SOH}_{t,n}}^2} + \frac{1}{2} \log\sigma_{\widehat{SOH}_{t,n}}^2 \right] \]

Ҳади якум хатогиро ҷазо медиҳад. Ҳади дуюм монеъ мешавад, ки модел барои пинҳон кардани хато дисперсияро бе ҳудуд зиёд кунад.

2. Талафоти шакли каҷхатт

Баланд будани коррелятсияи Pearson байни пайдарпаии тавлидшуда ва воқеии SOH ташвиқ шудааст:

\[ \mathcal{L}_{shape} = 1-\rho( \mathbf{SOH}_t, \widehat{\mathbf{SOH}}_t ) \]

Ин талафот ҳадаф дорад на танҳо нуқтаҳои алоҳида, балки шакли умумии каҷхатт низ нигоҳ дошта шавад.

3. Маҳдудияти монотонӣ

Азбаски интизор меравад SOH умуман бо даврҳо коҳиш ёбад, пешгӯиҳои пайдарпайе, ки афзоиш нишон медиҳанд, ҷазо дода шудаанд:

\[ \mathcal{L}_{mono} = \frac{1}{N-1} \sum_{n=1}^{N-1} ReLU( \widehat{SOH}_{t,n+1} - \widehat{SOH}_{t,n} ) \]

Ин талафот ба ҷойи пурра манъ кардани ларзишҳои маҳаллии ченкунӣ, ҳадаф дорад тавлиди каҷхатти саломатии аз ҷиҳати физикӣ ғайривоқеӣ ва пайваста болоравандаро аз ҷониби модел маҳдуд кунад.

4. Танзимкунии фазои ниҳонӣ

Барои он ки тақсимоти ниҳонӣ аз тақсимоти стандартии Гауссӣ аз ҳад зиёд дур нашавад, талафоти Kullback–Leibler истифода шудааст:

\[ \mathcal{L}_{KL} = \frac{1}{2N} \sum_{n=1}^{N} \left( \boldsymbol{\mu}_{s,n}^{2} + \boldsymbol{\sigma}_{s,n}^{2} - \log\boldsymbol{\sigma}_{s,n}^{2} - \mathbf{1} \right) \]

Ин сохтор ҳадаф дорад фазои ниҳониеро созад, ки дар он байни шароитҳо табдилҳои ҳамвортар ва пайвастатар анҷом дода шаванд.

5. Талафоти пешгӯии динамикӣ

Фарқи байни ҳосилаи воқеии пайдарпаии тавлидшудаи SOH ва динамикае, ки шабакаи ёрирасон пешгӯӣ мекунад:

\[ \mathcal{L}_{dyn} = \left\| \frac{\partial\widehat{\mathbf{SOH}}_t}{\partial n} - R(\boldsymbol{\Phi}_R;\boldsymbol{\Theta}_R) \right\|_2^2 \]

чен карда шудааст.

6. Талафоти кампайвандӣ

Барои ба сифр наздик кардани пайвастҳои нолозим дар шабакаи динамикӣ:

\[ \mathcal{L}_{sparse} = \|\boldsymbol{\Theta}_R\|_1 \]

истифода шудааст. Танзимкунии L1 ҳадаф дорад шумораи камтари муносибатҳои динамикии бартаридошта нигоҳ дошта шаванд.

Талафоти умумӣ

Ҳамаи ҷузъҳо дар функсияи мақсадноки зерин муттаҳид шудаанд:

\[ \mathcal{L}_{total} = \mathcal{L}_{NLL} + \lambda_{shape}\mathcal{L}_{shape} + \lambda_{mono}\mathcal{L}_{mono} + \lambda_{KL}\mathcal{L}_{KL} + \lambda_{dyn}\mathcal{L}_{dyn} + \lambda_{sparse}\mathcal{L}_{sparse} \]

Намунаҳои омӯзиш чӣ гуна сохта шудаанд?

Агар K шароити манбаъ мавҷуд бошад, бо табдил додани ҳар як шароити манбаъ ба ҳар як шароити дигар K² ҷуфти омӯзишӣ сохта шудааст. Вуруди як намунаи омӯзиш:

\[ \mathbf{SOH}_{s_i}, \mathbf{c}_{s_i}, \mathbf{c}_{s_j} \]

ва баромади ҳадаф:

\[ \mathbf{SOH}_{s_j} \]

муайян шудааст. Ба ибораи дигар, модел ҳангоми омӯзиш ҳамаи табдилҳои самтноки байни шароити маълумро меомӯзад.

Вақте дарозии ду каҷхатт гуногун аст, дарозии муштарак:

\[ N=\min(N_i,N_j) \]

гирифта шудааст. Дар дохили mini-batch пайдарпаии кӯтоҳтар бо сифрҳо пур карда шуда, тензори ниқобгузорӣ намегузорад, ки ин сифрҳои сунъӣ ба ҳисоби талафот ворид шаванд.

Ҷараёни омӯзиши модел ва пешгӯии тавлидӣ

Расми 2 татбиқро дар чор марҳила нишон медиҳад:

1. Омодасозии додаҳо: Ҳамвор кардани каҷхаттҳои SOH ва хориҷ кардани қисмҳои ғайримуқаррарӣ,
2. Сохтани ҷуфтҳои омӯзиш: Тавлиди K² намуна аз ҷуфтҳои шароити манбаъ ва ҳадаф,
3. Омӯзиши модел: Интихоби гиперпараметрҳо бо Optuna ва кам кардани талафоти умумӣ бо Adam,
4. Пешгӯии тавлидӣ: Тавлиди каҷхаттҳои ҳадаф аз чанд шароити манбаъ ва намунагирии тасодуфӣ.

Барои ҳар як шароити манбаъ аз тақсимоти ниҳонӣ S маротиба намуна гирифта шуда, дар маҷмӯъ K×S каҷхатти ҳадаф тавлид мешавад. Пешгӯии ниҳоӣ миёнаи онҳост:

\[ \widehat{\mathbf{SOH}}_t = \frac{1}{KS} \sum_{i=1}^{K} \sum_{s=1}^{S} \widehat{\mathbf{SOH}}_t^{(i,s)} \]

Персентилҳои 2,5 ва 97,5-и каҷхаттҳои тавлидшуда банди номуайяниро ташкил медиҳанд, ки дар таҳқиқот ҳамчун фосилаи эътимоди %95 номида шудааст. Ин банд ба маънои классикӣ танҳо фосилаи эътимоди параметрҳо нест; он фосилаи тавлидии номуайянист, ки тақсимоти пешгӯии аз намунагирии ниҳонӣ ва дисперсияи рамзкушо ҳосилшударо низ дар бар мегирад.

Маҷмӯи якуми додаҳо кадом батареяҳоро дар бар мегирад?

Таҳқиқоти ҳолати якум ба 60 ҳуҷайраи Sony Murata US18650VTC5A, ки қаблан нашр шудаанд, такя мекунад. Ҳуҷайраҳо:

• Химияи катоди никел-кобалт-алюминий оксид (NCA),
• Иқтидори номиналии 2,5 Ah,
• 60 шароити гуногуни собити корӣ

доранд. SOH дар ҳар 50 даври пурраи эквивалентӣ чен шудааст.

Омилҳои шароити таҳқиқшуда:

• Ҳарорат,
• Умқи разряд (DOD),
• Ҳолати миёнаи заряд (SOC_mean),
• Суръати заряд,
• Суръати разряд.

Дарозии озмоишҳо аз 96 то 3773 даври пурраи эквивалентӣ тағйир ёфтааст. 15 пайдарпаии кӯтоҳтар аз 500 давр хориҷ шуда, 45 ҳуҷайра дар 45 шароити ҷудогона барои арзёбӣ нигоҳ дошта шудаанд.

Ҷудокунии омӯзиш ва тест дар маҷмӯи якуми додаҳо

45 шароит ба:

• 30 омӯзиш,
• 10 санҷиши тасдиқӣ,
• 5 шароити тест

ҷудо шудаанд. Панҷ озмоиши мустақил гузаронида шуда, шароити тестӣ байни озмоишҳо иваз шудаанд. Бо ин роҳ кӯшиш шудааст вобастагии натиҷаҳо аз як ҷудокунии тасодуфан муваффақи шароитҳо кам карда шавад.

Гиперпараметрҳои асосии интихобшуда барои маҷмӯи якуми додаҳо

Меъёрҳои самаранокӣ

Хатои миёнаи мутлақ:

\[ MAE= \frac{1}{N} \sum_{n=1}^{N} |SOH_{t,n}-\widehat{SOH}_{t,n}| \]

ҳисоб шудааст. Ин арзиш инҳирофи миёнаи мутлақи SOH-ро дар ҳамаи нуқтаҳои давр медиҳад.

Хатои максималии мутлақ:

\[ maxAE= \max_{n=1,\ldots,N} |SOH_{t,n}-\widehat{SOH}_{t,n}| \]

бадтарин хатои пешгӯиро дар ягон нуқтаи каҷхатт нишон медиҳад.

Озмоишҳои аблятсионӣ саҳми кадом ҷузъҳоро нишон медиҳанд?

Се модели аблятсионӣ сохта шудааст:

• M1: Вазифаи ибтидоии тавлидӣ нигоҳ дошта шуда, вазифаи динамикии ёрирасон хориҷ шудааст.
• M2: Вазифаи ибтидоии тавлидӣ бо BPNN иваз шуда, вазифаи ёрирасон нигоҳ дошта шудааст.
• M3: Модели асосии BPNN истифода шуда, вазифаи ёрирасон низ хориҷ шудааст.

Натиҷаҳои аблятсионӣ дар маҷмӯи якуми додаҳо

Худи вазифаи ибтидоии тавлидӣ беҳбудии калон додааст. Вазифаи динамикии ёрирасон ҳангоми гузариш аз M1 ба модели пурра хатои миёнаро боз ҳам кам кардааст. Аммо дар t-тести ҷуфтшуда фарқи байни модели пурра ва M1 бо p=0,3016 дар остонаи 0,05 аҳамиятнок нест. Модели пурра нисбат ба M2 бо p=0,0160 ва нисбат ба M3 бо p=0,0021 ба таври аҳамиятнок беҳтар дониста шудааст.

Аз ин рӯ, барои маҷмӯи якуми додаҳо гуфтан, ки “вазифаи ёрирасон бешубҳа беҳбудии аҳамиятнок дод”, дуруст нест. Дар арзишҳои миёна беҳбудӣ вуҷуд дорад; аммо вақте тағйирпазирии байни шароити тест ба назар гирифта мешавад, фарқ нисбат ба M1 аз ҷиҳати оморӣ тасдиқ нашудааст.

Муқоиса бо усулҳои мавҷудаи бе додаҳои амалиётӣ

Барои муқоиса се усул татбиқ шудааст:

• GPR-M32: Регрессияи раванди Гауссӣ бо ядрои анизотропии Matérn 3/2,
• GPR-COM: Регрессияи раванди Гауссӣ бо ядрои таркибӣ,
• SVR: Регрессияи вектори такягоҳӣ.

Муқоисаи усулҳо дар маҷмӯи якуми додаҳо

Нисбат ба беҳтарин усули муқоисавӣ GPR-M32, модели пурра MAE-и миёнаро %31,03 ва maxAE-ро %35,25 кам кардааст. Дар тестҳои ҷуфтшуда усули пешниҳодшуда нисбат ба GPR-M32 бо p=0,0150, GPR-COM бо p=0,0182 ва SVR бо p=0,0001 ба таври аҳамиятнок беҳтар дониста шудааст.

Дар Расми 7 дида мешавад, ки усулҳои GPR махсусан дар марҳилаҳои пешрафтаи таназзул ва SVR дар баъзе шароитҳо дар даврҳои ибтидоӣ ва миёна аз каҷхатти воқеӣ дур мешаванд. Дар диаграммаи парокандагии воқеӣ–пешгӯии Расми 9 нуқтаҳои модели пешниҳодшуда дар атрофи хатти хатои сифр зичтар ҷамъ шудаанд.

Таҳлили фазои ниҳонӣ чӣ нишон медиҳад?

Дар Расми 10 векторҳои ниҳонӣ бо таҳлили ҷузъҳои асосӣ ба ду андоза коҳиш дода шудаанд. Каҷхаттҳои аз шароити манбаъ омада, сарфи назар аз шароити гуногуни амалиётӣ, дар атрофи як роҳи муштараки зич ҷамъ шудаанд. Ранги нуқтаҳо вобаста ба сатҳи SOH ба таври мунтазам тағйир ёфта, самти таназзул дар тӯли роҳи ниҳонӣ нигоҳ дошта шудааст.

Муҳаққиқон ин сохторро чунин тафсир мекунанд, ки рамзгузори пайдарпаӣ каҷхаттҳои SOH-и аз ҷиҳати намоён гуногунро ба як “қолаби шакли таназзул”-и муштарак фишурда мекунад.

Пас аз табдили шароити ҳадаф:

• Каҷхаттҳои ниҳонии ҳадаф аз минтақаи манбаъ дур шудаанд,
• Шароити гуногуни ҳадаф аз ҳам ҷудо шудаанд,
• Самт ва миқёси каҷхаттҳо вобаста ба шароит тағйир ёфтааст,
• Бо вуҷуди ин, каҷхаттҳо пайвастагӣ ва самтҳои монанди таназзулро нигоҳ доштаанд.

Ин натиҷаҳои визуалӣ тафсиреро дастгирӣ мекунанд, ки рамзгузори шароит як ҷобаҷогузории собитро не, балки модулатсияи анизотропиеро омӯхтааст, ки андозаҳои гуногуни фазои ниҳониро вобаста ба шароит бо таносубҳои гуногун тағйир медиҳад. Визуализатсияи PCA далели шарҳдиҳанда дар бораи механизм пешниҳод мекунад; аммо худ аз худ исбот намекунад, ки модел механизми электрохимиявиро омӯхтааст.

Чаро маҷмӯи дуюми додаҳо муҳим аст?

Таҳқиқоти ҳолати дуюм аз озмоишҳои даврии худи муҳаққиқон сохта шудааст, то қобилияти интиқоли усул ба химияи дигари ҳуҷайра ва шакли дигари таназзул арзёбӣ шавад.

Маҷмӯи додаҳо:

• 20 ҳуҷайраи дорои катоди литий-кобалт оксид (LCO),
• Иқтидори номиналии 5,5 Ah,
• 20 шароити гуногуни корӣ,
• Ченкунии SOH дар ҳар 50 даври пурраи эквивалентӣ

дар бар мегирад.

Омилҳои шароит:

• Ҳарорати 20–40 °C,
• Суръати заряди 1 C–2 C,
• Шиддати болоии қатъкунии 4,41–4,50 V,
• Шиддати поёнии қатъкунии 3,0–3,2 V.

Дар ҳуҷайраҳои NCA-и маҷмӯи якуми додаҳо суръати таназзул бо даврҳо тамоюли сустшавӣ дошт, дар ҳоле ки дар ҳуҷайраҳои LCO таназзули тақрибан хаттӣ ё талафоти иқтидоре, ки дар даврҳои пешрафта тез мешавад, мушоҳида гардид. Хурдтар будани маҷмӯи дуюми додаҳо усулро ба озмоиши сахттари умумисозӣ дучор кард.

Тарҳи озмоиш дар маҷмӯи дуюми додаҳо

20 шароит ба:

• 12 омӯзиш,
• 4 санҷиши тасдиқӣ,
• 4 тест

ҷудо шудаанд ва барои он ки ҳамаи шароитҳо дар тест иштирок кунанд, панҷ озмоиш гузаронида шудааст.

Натиҷаҳои аблятсионии маҷмӯи дуюми додаҳо

Дар маҷмӯи дуюми додаҳо модели пурра нисбат ба M1 бо p=0,0288, M2 бо p=0,0048 ва M3 бо p=0,0067 ба таври аҳамиятнок беҳтар дониста шудааст. Дар ин ҷо саҳми иловагии вазифаи динамикии ёрирасон, бар хилофи маҷмӯи якуми додаҳо, аз ҷиҳати оморӣ дастгирӣ шудааст.

Муқоисаи усулҳо дар маҷмӯи дуюми додаҳо

Нисбат ба GPR-M32 MAE-и миёна %35,90 ва maxAE %30,43 кам шудааст. Модели пешниҳодшуда нисбат ба GPR-M32 бо p=0,0322, GPR-COM бо p=0,0262 ва SVR бо p=0,0140 натиҷаи ба таври аҳамиятнок беҳтар додааст.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот кадоманд?

• Пешниҳоди таърифи равшани масъалае, ки аз шароити ҳадаф додаҳои амалиётии даврҳои ибтидоиро талаб намекунад,
• Тавлиди пайдарпаии пурраи таназзул ба ҷойи регрессияи нуқтавии SOH,
• Баррасии номуайянии донишӣ ва номуайянии аз дода сарчашмагиранда дар як раванди тавлидӣ,
• Истифодаи васеъкунии хусусиятҳои аз физика илҳомгирифта барои муносибатҳои шароити манбаъ–ҳадаф,
• Санҷиши ҷудогонаи саҳми вазифаи ибтидоии тавлидӣ ва танзимгари динамикӣ,
• Истифодаи ду маҷмӯи додаҳо бо химияи гуногуни катод ва каҷхаттҳои гуногуни таназзул,
• Гузаронидани панҷ озмоиши ҷудогона ба ҷойи як ҷудокунии додаҳо,
• Дастгирии муқоисаҳо на танҳо бо хатои миёна, балки бо maxAE, тақсимоти хатоҳо ва t-тестҳои ҷуфтшуда,
• Пешниҳоди тафсир дар бораи сохтори дохилии модел тавассути визуализатсияи фазои ниҳонӣ ва табдили байни шароитҳо.

Маҳдудиятҳои таҳқиқот кадоманд?

• Таҳқиқот preprint-и аз арзёбии ҳамтоён нагузашта мебошад.
• Ҳар батарея танҳо зери як шароити собити корӣ давр задааст; профилҳои воқеии ронандагӣ ва пуркунии бо вақт тағйирёбанда моделсозӣ нашудаанд.
• Дар маҷмӯи якуми додаҳо озмоишҳои кӯтоҳ хориҷ шудаанд; таъсири ин қарори коркарди пешакӣ дар тақсимоти дигари додаҳо нишон дода нашудааст.
• Дар ҳар шароити корӣ асосан як ҳуҷайра мавҷуд аст; тағйирпазирии истеҳсолии байни ҳуҷайраҳо дар як шароит ба таври маҳдуд ифода шудааст.
• Ду маҷмӯи додаҳо танҳо химияҳои NCA ва LCO-ро фаро мегиранд; барои LFP, NMC, аноди дорои иловаи силисий ё химияҳои насли нав натиҷа вуҷуд надорад.
• То кадом андоза модел берун аз доираи омӯзишии омилҳои шароити ҳадаф боэътимод экстраполятсия мекунад, ба таври муфассал ҷудо карда таҳлил нашудааст.
• Пайдарпаии SOH пеш аз омӯзиш ҳамвор ва қисмҳои ғайримуқаррарӣ хориҷ шудаанд; устуворӣ ба садои хоми сенсор ва додаҳои саҳроӣ санҷида нашудааст.
• Модел аз хусусиятҳои аз физика илҳомгирифта истифода мекунад, аммо бо муодилаҳои нигоҳдории электрохимиявӣ ё модели механистии пиршавӣ бевосита маҳдуд нашудааст.
• Дар маҷмӯи якуми додаҳо фарқи байни модели пурра ва M1, ки танҳо вазифаи ибтидоиро истифода мекунад, аз ҷиҳати оморӣ аҳамиятнок нест.
• Ишорагузории дисперсия–инҳирофи стандартӣ дар муодилаи азнавпараметрсозӣ ва андозаҳои вуруди танзимгари динамикӣ пурра шарҳ дода нашудаанд.
• Вақти ҳисоббарорӣ, арзиши омӯзиш, татбиқ дар системаи дарунсохти идоракунии батарея ё сарфаи воқеии вақт дар банақшагирии озмоишҳои даврӣ ба таври миқдорӣ чен нашудааст.

Таҳқиқот чиро дастгирӣ мекунад?

• Дар маҷмӯи додаҳои санҷидашуда бо истифода аз каҷхаттҳои SOH-и манбаъ ва омилҳои шароит барои шароити ҳадафи дида нашуда каҷхаттҳои пурраи SOH тавлид шудаанд.
• Сохтори шартии вариатсионии seq2seq нисбат ба регрессияи анъанавии шароит–SOH хатои камтар додааст.
• Танзимгари динамикӣ хатои миёнаро дар ҳар ду маҷмӯи додаҳо кам кардааст; саҳми он дар маҷмӯи дуюм аз ҷиҳати оморӣ аҳамиятнок аст.
• Модел дар ду химияи гуногуни батарея ва морфологияҳои гуногуни таназзул нисбат ба беҳтарин усули муқоисавӣ хатои камтар тавлид кардааст.
• Таҳлили фазои ниҳонӣ нишон додааст, ки каҷхаттҳои гуногуни манбаъ метавонанд дар як тасвири муштарак ҷамъ шаванд ва шароити ҳадаф табдилҳои фарқшаванда ба вуҷуд оваранд.

Таҳқиқот чиро исбот намекунад?

• Исбот намекунад, ки умри батареяро бе ягон маълумот дар бораи шароити ҳадаф пешгӯӣ кардан мумкин аст.
• Нишон намедиҳад, ки дигар ба озмоишҳои даврии шароити манбаъ ниёз нест.
• Нишон намедиҳад, ки модел барои ҳамаи химияҳои батарея, истеҳсолкунандагон ва шаклҳои ҳуҷайра ҳамон дақиқиро таъмин мекунад.
• Дар шароити ронандагии воқеии нақлиёт, тағйирёбии босуръати ҳарорат, қувваи динамикии заряд ё пиршавии саҳроӣ тасдиқ пешниҳод намекунад.
• Исбот намекунад, ки фосилаи номуайянии тавлидшуда дар ҳамаи шароити номаълум сатҳи дурусти фарогирии оморӣ дорад.
• Нишон намедиҳад, ки модел механизмҳои электрохимиявии таназзулро бевосита кашф ё ба таври сабабӣ шарҳ додааст.
• Исбот намекунад, ки бехатарии батарея, умри даврӣ ё вақти иқтисодии таҳия дар амал ҳатман беҳтар шудааст.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Хулосаи усул

Муқоисаи маҷмӯи додаҳо

Натиҷаҳои асосии ададӣ

Дар ҳар ду маҷмӯи додаҳо усули пешниҳодшуда арзиши пасттарини MAE-и миёнаро таъмин кардааст. Бо вуҷуди ин, танҳо ба беҳбудиҳои миёна назар кардан кофӣ нест. Дар маҷмӯи якум беҳбудии иловагии вазифаи динамикии ёрирасон аз ҷиҳати оморӣ тасдиқ нашуд, вале дар маҷмӯи дуюм тасдиқ шуд. Қавитарин натиҷае, ки дар ҳар ду маҷмӯи додаҳо яксон дастгирӣ мешавад, он аст, ки вазифаи ибтидоии шартии тавлидӣ нисбат ба регрессияи оддии асосёфта ба BPNN коҳиши калони хато медиҳад.

Паёмҳои асосии расмҳо ва графикҳо

• Расми 1: Гузариши пайдарпаии SOH-и манбаъро аз рамзгузори GRU ба фазои муштараки ниҳонӣ, аз рамзгузори шароит ба сигнали табдили ҳадаф ва аз рамзкушо ба каҷхатти SOH-и ҳадаф нишон медиҳад. Шабакаи динамикии ёрирасон ҳосилаи пайдарпаии тавлидшударо танзим мекунад.
• Расми 2: Раванди ҳамгирои омодасозии додаҳо, сохтани K² ҷуфти шароит, ниқобгузорӣ, интихоби гиперпараметр, омӯзиши модел ва пешгӯии бисёрнамунавиро нишон медиҳад.
• Расми 4: Нишон медиҳад, ки модели пурра дар се шароити тестӣ каҷхатти воқеии таназзулро нисбат ба моделҳои аблятсионӣ наздиктар пайгирӣ мекунад.
• Расми 5 ва Расми 12: Нишон медиҳанд, ки тақсимоти хатоҳои модели пурра ва M1 дар атрофи сифр тангтар, дар M2 ва M3 васеътар ва думдарозтар аст.
• Расми 6 ва Расми 9: Нишон медиҳанд, ки модели пурра арзишҳои воқеӣ ва пешгӯишудаи SOH-ро наздик ба хатти хатои сифр нигоҳ медорад, дар ҳоле ки усулҳои муқоисавӣ махсусан дар минтақаҳои SOH-и паст ё миёна бештар пароканда мешаванд.
• Расми 7: Нишон медиҳад, ки усулҳои GPR дар таназзули пешрафта ва SVR дар баъзе шароитҳо дар даврҳои ибтидоӣ ва миёна инҳирофи систематикӣ пайдо мекунанд.
• Расми 10: Нишон медиҳад, ки шароити гуногуни манбаъ дар як manifold-и ниҳонии муштарак ҷамъ мешаванд ва табдилҳои шароити ҳадаф роҳҳои ҷудошуда, вале пайваста месозанд.
• Расми 13: Нишон медиҳад, ки дар маҷмӯи дуюми додаҳо усули пешниҳодшуда хатои миёнаи камтар ва тақсимоти хатои тангтар медиҳад.

Тафсир аз нигоҳи татбиқ

Модел метавонад дар раванди рушди батарея пеш аз он ки ҳамаи шароитҳо ба санҷиши дарозмуддати даврӣ гузошта шаванд, барои пешгӯии он истифода шавад, ки кадом комбинатсияҳои ҳарорат, C-rate ё ҳудуди шиддат метавонанд таназзули тезтар нишон диҳанд. Дар чунин истифода модел набояд ҳамчун воситаи ниҳоии қарор, ки таҷрибаҳои ҷисмониро иваз мекунад, балки ҳамчун воситаи скрининг ва тавлиди гипотеза, ки ба таҷрибаҳои гарон афзалият медиҳад, арзёбӣ шавад.

Дар рушди протоколи пуркунӣ модел метавонад каҷхаттҳои SOH-и протоколҳои қаблан санҷидашударо ба омилҳои шароити протоколи нав табдил дода, дар бораи таназзули дарозмуддат пешгӯии барвақт диҳад. Барои ин шароити нави ҳадаф бояд бо шароити додаҳои омӯзишӣ робитаи кофӣ дошта бошад ва натиҷаҳо бо санҷишҳои ҷисмонии ҳуҷайра тасдиқ шаванд.

Эзоҳи манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Cross-condition generative prediction of lithium-ion battery health degradation without operational data

Муаллифон: Cong Wang; Jiawei Zheng; Yunxia Chen.

Тартиби муаллифон: Рӯйхати боло тартиби кори аслиро нигоҳ медорад.

Ҳаммуаллифи якуми баробар: Дар таҳқиқот маълумот дар бораи ҳаммуаллифи якуми баробар ё саҳми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифи масъул: Yunxia Chen.

Kurumlar: School of Reliability and Systems Engineering, Beihang University; State Key Laboratory of Advanced Forming Technology & Equipment; Department of Systems Engineering, City University of Hong Kong.

DOI: 10.2139/ssrn.6934912

Маҷалла: Нашри маҷаллаи аз арзёбии ҳамтоён гузашта дар асоси ин версия тасдиқ нашудааст.

Платформаи нашр: SSRN.

Маълумоти ношир: Таҳқиқот ҳамчун версияе, ки аз ҷониби ношири маҷаллаи тақризӣ нашр шудааст, пешниҳод намегардад. SSRN хидмати preprint аст, ки дар сохтори Elsevier фаъолият мекунад.

Соли нашр: 2026.

Санаи боргузорӣ ба платформа: Дар сабти SSRN 13 июни 2026 нишон дода шудааст.

Навъи манбаъ: Мақолаи таҳқиқотии preprint, ки усули тавлидии омӯзиши мошиниро таҳия мекунад ва онро дар ду маҷмӯи таҷрибавии додаҳои пиршавии батарея тасдиқ менамояд.

Ҳолати тақриз: Ин таҳқиқот аз арзёбии ҳамтоён нагузаштааст. Натиҷаҳо набояд ҳамчун версияи ниҳоии нашр, ки аз тақризи мустақили илмӣ гузаштааст, арзёбӣ шаванд.

Пайванди расмии таҳқиқот:Саҳифаи таҳқиқоти SSRN 6934912

Пайванди DOI:10.2139/ssrn.6934912

Ин мундариҷаи Verianla бо баррасии таърифи масъала, меъмории модел, ифодаи математикии рақами 28, раванди омодасозии додаҳо, омилҳои шароит, ҷадвалҳои гиперпараметрҳо, озмоишҳои аблятсионӣ, муқоисаҳои усул, тестҳои оморӣ ва визуализатсияҳои фазои ниҳонии кори боргузоришуда омода шудааст. Ба натиҷаҳои илмӣ аз манбаъҳои беруна ягон бозёфти нав илова нашудааст. Санҷиши беруна танҳо барои майдонҳои библиографӣ, ба монанди DOI, платформа, сана ва ҳолати тақриз истифода шудааст.

Ибораи “бе додаҳои амалиётӣ” дар таҳқиқот маънои онро дорад, ки дар шароити ҳадаф додаҳои ченшудаи даврҳои ибтидоӣ ё додаҳои вақти воқеии заряд-разряд талаб карда намешаванд. Усул ба пайдарпаии пурраи таназзули SOH-и шароити манбаъ, омилҳои шароити манбаъ ва омилҳои шароити ҳадаф ниёз дорад.

Маҳдудиятҳои асосии натиҷаҳо шароити собити лаборатории корӣ, ду химияи батарея, такрори маҳдуди ҳуҷайраҳо дар як шароит, пайдарпаии ҳамворшудаи SOH, таҳқиқ нашудани профилҳои динамикии истифодаи воқеӣ ва набудани тасдиқи онлайн дар системаи воқеии идоракунии батарея мебошанд. Таҳқиқот барҳам додани санҷишҳои ҷисмонии батарея, бехатарии истифодаи воқеӣ ё сарфаи вақт дар рушди тиҷоратиро бевосита исбот намекунад.

Дар муодилаи азнавпараметрсозии матн ишорагузории байни дисперсия ва инҳирофи стандартӣ ва андозаҳои вуруди шабакаи динамикии ёрирасон пурра шарҳ дода нашудаанд. Дар маҷмӯи якуми додаҳо фарқи хатои миёна байни M1, ки вазифаи ёрирасон хориҷ шудааст, ва модели пурра аз ҷиҳати оморӣ аҳамиятнок нест; ин натиҷа бояд ҳангоми арзёбии даъвои умумии мақола дар бораи вазифаи ёрирасон ба назар гирифта шавад.