استخراج ويژگي هاي فيزيكي جهت پيش بينͬ برخط وضعيت سلامت باتري هاي ليتيوم يوني مبتني بر روش هاي دادە محور

چكيده فارسي :

ﮔﺴﺘﺮﺵ ﻓﻨﺎﻭﺭﯼ ﺫﺧﻴﺮەﺳﺎﺯﻫﺎﯼ ﺍﻧﺮﮊﯼ الكتريكي ﺑﻪ ﺩﻟﻴﻞ ﻧﻘﺶ ﺑﻨﯿﺎﺩﯼ ﺁﻥﻫﺎ ﺩﺭ ﺗﻮﺳﻌﻪ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺍﻧﺮﮊﯼﻫﺎﯼ ﺗﺠﺪﯾﺪﭘﺬﯾﺮ ﻭ ﺍﻓﺰﺍﯾﺶ ﺗﺎﺏﺁﻭﺭﯼ ﺷبكهﻫﺎﯼ ﺍلكتريكي ﺩﺭ ﺑﺮﺍﺑﺮ ﺣﻮﺍﺩﺙ ﻃﺒﻴعي ﻭ ﺣﻤﻼﺕ ﺳﺎﯾﺒﺮﯼ؛ ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻧﻘﺶ ﮐﻠﯿﺪﯼ ﺁﻥﻫﺎ ﺩﺭ ﺗﻮﺳﻌﻪ ﺣﻤﻞﻭﻧﻘﻞ ﺍلكتريكي ﺑەﻭﯾﮋﻩ ﺩﺭ ﺧﻮﺩﺭﻭﻫﺎﯼ ﺑﺮقي ﻭ ﻫﻴﺒﺮﯾﺪﯼ، ﺑەﻃﻮﺭﺟﺪﯼ ﺩﺭ ﺩﻭ ﺩﻫﻪ ﺍﺧﯿﺮ ﻣﻮﺭﺩﺗﻮﺟﻪ ﭘﮋﻭﻫشگرﺍﻥ ﻭ ﻓﻨﺎﻭﺭﺍﻥ ﺻﻨﻌﺖ ﻗﺮﺍﺭ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﺳﺎﻝﻫﺎﯼ ﺍﺧﯿﺮ، ﺑﺎﺗﺮﯼﻫﺎﯼ ﻟﻴﺘﻴﻮمي ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺎﻻ ﺑﻪ ﺩﻟﻴﻞ ﻣﺰﯾﺖﻫﺎﯼ ﺭﻗﺎﺑتي ﻫﻤﭽﻮﻥ چگالي ﺍﻧﺮﮊﯼ ﻭ ﺗﻮﺍﻥ ﺑﺎﻻ ﻭ ﻋﻤﺮ ﻃﻮﻻني ﺩﺭ ﮐﺎﺭﺑﺮﺩﻫﺎﯾﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺧﻮﺩﺭﻭﻫﺎﯼ ﺍلكتريكي ﻭ ﺭﯾﺰﺷبكه‌هﺎ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﻣﻮﺭﺩﺗﻮﺟﻪ ﻗﺮﺍﺭﮔﺮﻓﺘەﺍﻧﺪ. ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺑﻬﻴﻨﻪ ﺍﺯ ﺑﺎﺗﺮﯼ ﺩﺭ ﻃﻮﻝ ﻋﻤﺮ ﻣﻔﻴﺪ ﺑﺎ ﺍمكاﻥ ﺟﺎﺑەﺟﺎﯾﯽ ﺩﺭ ﮐﺎﺭﺑﺮﺩﻫﺎﯼ ﻣﺨﺘﻠﻒ، ﯾﺎ ﺟﺎيگزيني ﺑەﻣﻮقع ﺁﻥ ﻗﺒﻞ ﺍﺯ ﻭﻗﻮﻉ ﺧﺮﺍﺑﯽ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺧﺴﺎﺭﺕ، ﻧﻴﺎﺯﻣﻨﺪ ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻭﺿﻌﻴﺖ ﺳﻼﻣﺖ ﻭ ﺗﺨﻤﻴﻦ ﻋﻤﺮ ﺑﺎﻗﻴﻤﺎﻧﺪﻩ ﻭ ﻣﻔﻴﺪ ﺑﺎﺗﺮﯼ ﺩﺭ ﻃﻮﻝ ﻣﺪﺕ ﺑﻬﺮەﺑﺮﺩﺍﺭﯼ ﺍﺯ ﺁﻥ ﺍﺳﺖ. ﺭﻭﺵﻫﺎﯼ ﭘﯿﺸﻨﻬﺎﺩﯼ ﺩﺭ ﺗﺨﻤﯿﻦ ﺳﻼﻣﺖ ﺑﺎﯾﺴتي ﺍﺯ ﺩﻗﺖ ﮐﺎفي ﺑﺮﺧﻮﺭﺩﺍﺭ ﺑﺎﺷﻨﺪ، ﭼﻮﻥ ﻣﺤﺎﻓﻈﻪ ﮐﺎﺭﯼ ﺩﺭ ﺟﺎيگزيني ﺯﻭﺩ ﻫﻨﮕﺎﻡ ﺑﺎﺗﺮﯼﻫﺎﯼ ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺎﻻ، ﺑﺪﻟﯿﻞ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﺳﺮﻣﺎﯾەﮔﺬﺍﺭﯼ ﺍﻭﻟﯿﻪ ﺯﯾﺎﺩ، ﺍمكان ﭘﺬﯾﺮ ﻧﯿﺴﺖ. ﺍﺯ ﻃﺮفي ﺟﺎيگزيني ﺩﯾﺮ ﻫﻨﮕﺎﻡ ﺍﯾﻦ ﺑﺎﺗﺮﯼﻫﺎ ﻧﯿﺰ ﻣمكن ﺍﺳﺖ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﻭﻗﻮﻉ ﺧﺴﺎﺭﺕﻫﺎﯼ ﺟﺒﺮﺍﻥ ﻧﺎﭘﺬﯾﺮ ﺩﺭ ﮐﻨﺘﺮﻝ ﻭ ﭘﺎﯾﺪﺍﺭﯼ ﺭﯾﺰﺷبكهﻫﺎﯼ ﻣﺒﺘني ﺑﺮ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺫﺧﯿﺮەﺳﺎﺯﻫﺎ ﺷﻮﺩ. ﺍﯾﻦ ﺭﺳﺎﻟﻪ ﺑﻪ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﺳﺎﺧﺘﺎﺭ ﻭ ﭘﯿﺸﻨﻬﺎﺩ يك ﺭﻭﺵ ﺩﺍﺩﻩ ﻣﺤﻮﺭ ﺑﺮﺍﯼ ﺗﺸﺨﯿﺺ ﻭﺿﻌﯿﺖ ﺳﻼﻣﺖ ﺑﺎﺗﺮﯼﻫﺎﯼ ﻟﯿﺘﯿﻮمي ميﭘﺮﺩﺍﺯﺩ ﮐﻪ ﺩﺭ ﺁﻥ ﺑﺎ ﺍﺳﺘﺨﺮﺍﺝ ﻭﯾﮋگيﻫﺎﯼ ﻣﺸﺘﺮﮎ ﺑﺎﺗﺮﯼﻫﺎﯼ ﻟﯿﺘﯿﻮﻡ، ﺍمكاﻥ ﭘﯿﺶ ﺑﯿني ﺑﺮﺧﻂ )ﺁﻧﻼﯾﻦ( ﻭﺿﻌﯿﺖ ﺳﻼﻣﺖ ﺑﺎﺗﺮﯼﻫﺎﯼ ﻟﯿﺘﯿﻮمي ﺑﺎ ﺍﺑﻌﺎﺩ ﻭ ﻇﺮﻓﯿﺖﻫﺎﯼ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻓﺮﺍﻫﻢ ميﺷﻮﺩ. ﻧﻮﺁﻭﺭﯼ ﺍﺻلي ﺭﻭﺵ ﭘﯿﺸﻨﻬﺎﺩﯼ، ﺗﻌﺮﯾﻒ ﻭ ﺍﺳﺘﺨﺮﺍﺝ ﻭﯾﮋگيﻫﺎﯼ )ﻓﯿﭽﺮﻫﺎﯼ( ﻧﺮﻣﺎﻟﯿﺰﻩ ﻭ ﺑﺪﻭﻥ ﺍﺑﻌﺎﺩ ﺑﺮﺍﯼ ﺁﻣﻮﺯﺵ ﺭﻭﺵﻫﺎﯼ ﺩﺍﺩﻩ ﻣﺤﻮﺭ ﺟﻬﺖ ﺗﺨﻤﯿﻦ ﺳﻼﻣﺖ ﺑﺎﺗﺮﯼ ﺍﺳﺖ. ﺍﺯ ﺁﻧﺠﺎﮐﻪ ﺗﻬﯿﻪ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺩﺍﺩەﻫﺎﯼ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮﺍﯼ ﺁﻣﻮﺯﺵ ﻣﺪﻝ ﺩﺭ ﺭﻭﺵﻫﺎﯼ ﺩﺍﺩﻩ ﻣﺤﻮﺭ ﺑﺮﺍﯼ ﺑﺎﺗﺮﯼﻫﺎﯼ ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺎﻻ ﺑەﺳﺎﺩگي ﺍمكاﻥ ﭘﺬﯾﺮ ﻧﯿﺴﺖ، ﺗﻌﺮﯾﻒ ﻓﯿﭽﺮﻫﺎﯼ ﻧﺮﻣﺎﻟﯿﺰﻩ ﺩﺭ ﺗﺨﻤﯿﻦ ﺳﻼﻣﺖ ﺑﺎﺗﺮﯼﻫﺎﯼ ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺎﻻ ﺍﺯ ﺍﻫﻤﯿﺖ ﻭﯾﮋﻩ ﺍﯼ ﺑﺮﺧﻮﺭﺩﺍﺭ ﺍﺳﺖ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺩﺭ ﺍﺩﺍﻣﻪ، يك ﺭﻭﺵ ﺗﺤﻠﯿلي ﺗﺨﻤﯿﻦ ﺳﻼﻣﺖ ﺑﺎﺗﺮﯼ ﺑﺮ ﻣﺒﻨﺎﯼ ﻣﺪﻝ الكترﻭﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺑﺎ ﺍمكاﻥ ﺑﺮﻭﺯ ﺭﺳﺎني ﭘﺎﺭﺍﻣﺘﺮﻫﺎﯼ ﻣﺪﻝ ﺑﺮ ﻣﺒﻨﺎﯼ ﺍﻧﺪﺍﺯەﮔﯿﺮﯼ ﺑﺮﺧﻂ ﮐﻤﯿﺖﻫﺎﯼ ﻭﻟﺘﺎﮊ ﻭ ﺟﺮﯾﺎﻥ ﺑﺎﺗﺮﯼ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﺩﺭ ﺁﻥ ﺍﺯ ﺭﻭﺵ ﮐﻤﯿﻨەﺳﺎﺯﯼ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﻣﺮﺑﻌﺎﺕ ﺧﻄﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﺑﺮ ﺧﻼﻑ ﺭﻭﺵﻫﺎﯼ ﻣﺮﺳﻮﻡ، ﻫﺮ ﺩﻭ ﺭﻭﺵ ﺗﺨﻤﯿﻦ ﺳﻼﻣﺖ ﺑﺎﺗﺮﯼ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﺷﺪﻩ ﺩﺭ ﺍﯾﻦ ﺭﺳﺎﻟﻪ، ﻋﻼﻭﻩ ﺑﺮ ﺍمكاﻥ ﭘﯿﺎﺩەﺳﺎﺯﯼ ﺑﺮﺧﻂ ﺩﺍﺭﺍﯼ ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﻋﻤلكرﺩ ﺩﺭ ﭼﺮﺧﻪ ﺷﺎﺭﮊ ﻭ ﺩﺷﺎﺭﮊ ﺟﺰئي ﻧﯿﺰ ﻫﺴﺘﻨﺪ. ﺩﺭ ﺭﻭﺵﻫﺎﯼ ﭘﯿﺸﻨﻬﺎﺩﯼ ﺍﯾﻦ ﺭﺳﺎﻟﻪ، ﺍﺑﺘﺪﺍ ﺑﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺧﻮﺍﺹ ﺍلكترﻭﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﻣﺸﺘﺮﮎ ﺑﯿﻦ ﺑﺎﺗﺮﯼﻫﺎﯼ ﻟﯿﺘﯿﻮمي، ﺭﻭشي ﺍﺭﺍﺋﻪ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ﺗﺎ ﺑﺘﻮﺍﻥ ﺑﺎﮐﺎﻫﺶ ﺍﺛﺮﺍﺕ ﻇﺮﻓﯿﺖ ﻭ ﺍﺑﻌﺎﺩ ﺑﺎﺗﺮﯼ ﺩﺭ ﻓﯿﭽﺮﻫﺎﯼ ﻓﯿﺰيكي ﻭ ﺑﺎ ﺍﺳﺘﺨﺮﺍﺝ ﺁﻥﻫﺎ ﺍﺯ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺩﺍﺩەﻫﺎﯼ ﺑﺎﺗﺮﯼﻫﺎﯼ ﻣﻮﺟﻮﺩ، يك ﻣﺪﻝ ﻋﺎﻡ ﺗﺨﻤﯿﻦ ﺑﺮﺧﻂ ﻭﺿﻌﯿﺖ ﺳﻼﻣﺖ ﺑﺮﺍﯼ ﺳﺎﯾﺮ ﺑﺎﺗﺮﯼﻫﺎﯼ ﻟﯿﺘﯿﻮمي ﺗﻮﺳﻌﻪ ﺩﺍﺩ. ﮐﺎﺭﺍﯾﯽ ﻭ ﺩﻗﺖ ﺭﻭﺵ ﭘﯿﺸﻨﻬﺎﺩﯼ ﺩﺭ ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺑﺎ ﺳﺎﯾﺮ ﺭﻭﺵﻫﺎ ﺍﺯ ﻃﺮﯾﻖ ﺗﺨﻤﯿﻦ ﻭﺿﻌﯿﺖ ﺳﻼﻣﺖ ﺑﺎﺗﺮﯼﻫﺎﯼ ﻟﯿﺘﯿﻮمي ﺩﺭ ﺳﻪ ﻣﺠﻤﻮﻋەﺩﺍﺩەﻫﺎﯼ ﻧﺎﺳﺎ ﻭ ﻣﺠﻤﻮﻋەﺩﺍﺩەﻫﺎﯼ ﺩﺍﻧشگاەﻫﺎﯼ ﻣﺮﯾﻠﻨﺪ ﻭ ﺁ ﮐﺴﻔﻮﺭﺩ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺷﺪﻩ ﻭ ﻧﺸﺎﻥ ﺩﺍﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﯿﺎﻧﮕﯿﻦ ﺧﻄﺎﯼ ﺭﻭﺵ ﭘﯿﺸﻨﻬﺎﺩﯼ ﺩﺭ ﺗﺨﻤﯿﻦ ﻋﻤﺮ ﺑﺎﺗﺮﯼ ﺣﺪﻭﺩ 5̸3 ﺩﺭﺻﺪ ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﺩﺭ ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺑﺎ ﺧﻄﺎﯼ ﺑﺎﻻﺗﺮ ﺍﺯ 13 ﺩﺭﺻﺪ ﺳﺎﯾﺮ ﺭﻭﺵﻫﺎﯼ ﻣﻮﺟﻮﺩ، ﺭﻭﺵ ﭘﯿﺸﻨﻬﺎﺩﯼ ﺑﻬﺒﻮﺩ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟهي ﺩﺍﺭﺩ.

چكيده انگليسي :

Due to the advantages of lithium-ion batteries over other energy storage systems, their use has in- creased in recent years. The utilization of these batteries throughout their useful life is one of the crucial aspects for systems. Determining the useful life of a battery, considering its nonlinear behav- ior, poses a challenging task. Among various methods for determining the health status of lithium batteries, data-driven approaches have received more attention due to their numerous advantages over model-based and direct measurement approaches. In data-driven approaches, the training phase is a critical component, but in high-power applications and online health status determination, acquiring a training dataset requires significant time and cost .To overcome the challenge of training dataset availability, this research proposes a method that utilizes common physical and chemical features of lithium batteries. This allows determining the health status of other lithium batteries using existing battery data. Given the importance of feature selection in the accuracy of health status determination, this research focuses on selecting suitable physical features for charge and discharge applications. Finally, the most appropriate physical features, based on commonalities among the physical charac- teristics of lithium batteries, are selected.

محمدرضايي كله مسيحي، ميلاد

استخراج ويژگي هاي فيزيكي جهت پيش بينͬ برخط وضعيت سلامت باتري هاي ليتيوم يوني مبتني بر روش هاي دادە محور

باتري ليتيوم , تخمين سلامت