This paper presents a novel physical parameter estimation framework for on-site model characterization, using a two-phase modelling strategy with Physics-Informed Neural Networks (PINNs) and transfer learning (TL). In the first phase, a PINN is trained using only the physical principles of the single particle model (SPM) equations. In the second phase, the majority of the PINN parameters are frozen, while critical electrochemical parameters are set as trainable and adjusted using real-world voltage profile data. The proposed approach significantly reduces computational costs, making it suitable for real-time implementation on Battery Management Systems (BMS). Additionally, as the initial phase does not require field data, the model is easy to deploy with minimal setup requirements. With the proposed methodology, we have been able to effectively estimate relevant electrochemical parameters with operating data. This has been proved estimating diffusivities and active material volume fractions with charge data in different degradation conditions. The methodology is experimentally validated in a Raspberry Pi device using data from a standard charge profile with a 3.89\% relative accuracy estimating the active material volume fractions of a NMC cell with 82.09\% of its nominal capacity.


翻译:本文提出了一种新颖的物理参数估计框架,用于现场模型表征。该框架采用包含物理信息神经网络(PINNs)与迁移学习(TL)的两阶段建模策略。在第一阶段,仅利用单粒子模型(SPM)方程的物理原理对PINN进行训练。在第二阶段,冻结PINN的大部分参数,同时将关键电化学参数设置为可训练状态,并利用实际电压曲线数据进行调整。所提出的方法显著降低了计算成本,使其适用于电池管理系统(BMS)的实时部署。此外,由于初始阶段无需现场数据,该模型易于部署且设置要求极低。通过所提出的方法,我们能够利用运行数据有效估计相关电化学参数。这已通过在不同退化条件下利用充电数据估计扩散系数和活性材料体积分数得到验证。该方法在树莓派设备上进行了实验验证,使用标准充电曲线数据对NMC电池的活性材料体积分数进行估计,相对精度达3.89%,此时电池容量为其标称容量的82.09%。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
互信息论文笔记
CreateAMind
23+阅读 · 2018年8月23日
视频超分辨 Detail-revealing Deep Video Super-resolution 论文笔记
统计学习与视觉计算组
17+阅读 · 2018年3月16日
论文 | YOLO(You Only Look Once)目标检测
七月在线实验室
14+阅读 · 2017年12月12日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
A survey on deep hashing for image retrieval
Arxiv
15+阅读 · 2020年6月10日
Arxiv
11+阅读 · 2018年7月31日
VIP会员
相关资讯
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
互信息论文笔记
CreateAMind
23+阅读 · 2018年8月23日
视频超分辨 Detail-revealing Deep Video Super-resolution 论文笔记
统计学习与视觉计算组
17+阅读 · 2018年3月16日
论文 | YOLO(You Only Look Once)目标检测
七月在线实验室
14+阅读 · 2017年12月12日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员