Un Método de Gemelo Digital Jerárquico y Auto-Evolutivo (HSE-DT) para la Realización de la Conciencia Situacional Multifacética de Baterías
Autores: Zhao, Kai; Liu, Ying; Zhou, Yue; Ming, Wenlong; Wu, Jianzhong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un Método de Gemelo Digital Jerárquico y Auto-Evolutivo (HSE-DT) para la Realización de la Conciencia Situacional Multifacética de Baterías
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Estimación del estado de la batería
Sistemas de almacenamiento de energía
Características espaciales y temporales
Gemelo Digital Jerárquico y Autoevolutivo
Red Neuronal de Transformador-Convolucional
Error cuadrático medio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La estimación precisa del estado de la batería es importante para el funcionamiento de los sistemas de almacenamiento de energía, sin embargo, los métodos existentes luchan con la complejidad y la naturaleza dinámica de las condiciones de la batería. Las técnicas convencionales a menudo no logran extraer de manera efectiva características espaciales y temporales relevantes de los datos básicos de la batería, lo que lleva a una conciencia situacional insuficiente en los sistemas de gestión de baterías. Para abordar esta brecha, proponemos un método de Gemelo Digital Jerárquico y Autoevolutivo (HSE-DT) que mejora la estimación del estado de la batería al coordinar múltiples técnicas de estimación en un marco jerárquico y permitir actualizaciones adaptativas a través del aprendizaje por transferencia. El modelo integra una arquitectura de Red Neuronal Convolucional-Transformador (Transformer-CNN) para procesar datos históricos y en tiempo real, capturando variaciones dinámicas del estado con alta precisión. Las simulaciones indican que los valores del error cuadrático medio (RMSE) para el estado de carga (SOC) y el estado de salud (SOH) son más bajos en comparación con otros algoritmos, siendo inferiores al 0.9% y 0.8%, respectivamente. Su estructura jerárquica permite la integración de diferentes modelos de estimación, y el método autoevolutivo permite que el método se adapte a cambios en diferentes condiciones de operación. Los resultados experimentales muestran que el método puede estimar el estado de la batería con alta precisión y estabilidad, mejorando así la conciencia situacional multifacética.
Descripción
La estimación precisa del estado de la batería es importante para el funcionamiento de los sistemas de almacenamiento de energía, sin embargo, los métodos existentes luchan con la complejidad y la naturaleza dinámica de las condiciones de la batería. Las técnicas convencionales a menudo no logran extraer de manera efectiva características espaciales y temporales relevantes de los datos básicos de la batería, lo que lleva a una conciencia situacional insuficiente en los sistemas de gestión de baterías. Para abordar esta brecha, proponemos un método de Gemelo Digital Jerárquico y Autoevolutivo (HSE-DT) que mejora la estimación del estado de la batería al coordinar múltiples técnicas de estimación en un marco jerárquico y permitir actualizaciones adaptativas a través del aprendizaje por transferencia. El modelo integra una arquitectura de Red Neuronal Convolucional-Transformador (Transformer-CNN) para procesar datos históricos y en tiempo real, capturando variaciones dinámicas del estado con alta precisión. Las simulaciones indican que los valores del error cuadrático medio (RMSE) para el estado de carga (SOC) y el estado de salud (SOH) son más bajos en comparación con otros algoritmos, siendo inferiores al 0.9% y 0.8%, respectivamente. Su estructura jerárquica permite la integración de diferentes modelos de estimación, y el método autoevolutivo permite que el método se adapte a cambios en diferentes condiciones de operación. Los resultados experimentales muestran que el método puede estimar el estado de la batería con alta precisión y estabilidad, mejorando así la conciencia situacional multifacética.