Redes neuronales no supervisadas para la identificación de condiciones de envejecimiento en baterías de iones de litio
Autores: Pastor-Flores, Pablo; Martín-del-Brío, Bonifacio; Bono-Nuez, Antonio; Sanz-Gorrachategui, Iván; Bernal-Ruiz, Carlos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Redes neuronales no supervisadas para la identificación de condiciones de envejecimiento en baterías de iones de litio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Metodología
Enfoques basados en datos
Procesos de degradación
Baterías de iones de litio
Mapa Auto-Organizado
Estado de salud
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio propone una nueva metodología basada en enfoques basados en datos para identificar y rastrear los procesos de degradación en baterías de iones de litio. Nuestro objetivo es estudiar si es posible diferenciar el estado de degradación de celdas que presentan un envejecimiento similar en términos de parámetros generales (capacidad restante similar, estado de salud o resistencia interna similar), pero que han tenido diferentes aplicaciones o condiciones de uso (diferentes corrientes de descarga, profundidad de descarga, temperaturas, etc.). Para este fin, este estudio propuso analizar las formas de onda de voltaje de las celdas obtenidas en pruebas de ciclado mediante el uso de una red neuronal no supervisada, el Mapa Auto-Organizado (SOM). En este trabajo, se utilizó un conjunto de datos de laboratorio de celdas de iones de litio reales, y el algoritmo SOM procesó las características de la celda de la batería, llevando a cabo un monitoreo inteligente de la batería. Se demostró que nuestra metodología diferencia las condiciones previas de uso (historial) de una celda, complementando métricas convencionales como el estado de salud, lo que podría ser útil para el creciente mercado de segunda vida porque permite determinar con mayor precisión el estado de enfermedad de una batería y evaluar su idoneidad para una aplicación específica.
Descripción
Este estudio propone una nueva metodología basada en enfoques basados en datos para identificar y rastrear los procesos de degradación en baterías de iones de litio. Nuestro objetivo es estudiar si es posible diferenciar el estado de degradación de celdas que presentan un envejecimiento similar en términos de parámetros generales (capacidad restante similar, estado de salud o resistencia interna similar), pero que han tenido diferentes aplicaciones o condiciones de uso (diferentes corrientes de descarga, profundidad de descarga, temperaturas, etc.). Para este fin, este estudio propuso analizar las formas de onda de voltaje de las celdas obtenidas en pruebas de ciclado mediante el uso de una red neuronal no supervisada, el Mapa Auto-Organizado (SOM). En este trabajo, se utilizó un conjunto de datos de laboratorio de celdas de iones de litio reales, y el algoritmo SOM procesó las características de la celda de la batería, llevando a cabo un monitoreo inteligente de la batería. Se demostró que nuestra metodología diferencia las condiciones previas de uso (historial) de una celda, complementando métricas convencionales como el estado de salud, lo que podría ser útil para el creciente mercado de segunda vida porque permite determinar con mayor precisión el estado de enfermedad de una batería y evaluar su idoneidad para una aplicación específica.