```html
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Mualliflar: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Shengyu Tao Ruifei Ma Zixi Zhao Guangyuan Ma Lin Su Heng Chang Yuou Chen Haizhou Liu Zheng Liang Tingwei Cao Haocheng Ji Zhiyuan Han Minyan Lu Huixiong Yang Zongguo Wen Jianhua Yao Rong Yu Guodan Wei Yang Li Xuan Zhang Tingyang Xu Guangmin Zhou Abstrakt Foydalanish muddati tugagan batareyalarning sog'liq holatini (SOH) tez va aniq baholash ulardan qayta foydalanish va tushunish uchun muhim dastlabki ishdir. Biroq, ma'lumotlarga asoslangan usullar tasodifiy SOH va zaryadlash holati (SOC) bo'yicha foydalanish muddati tugagan ma'lumotlarni to'liq tartibga solishni talab qiladi. Bu yerda biz generativ o'rganishga asoslangan SOH baholash ma'lumotlar tanqisligi va o'ziga xoslik muammolarini yumshatishda istiqbolli ekanligini ko'rsatamiz, bu 2700 ta foydalanish muddati tugagan litiy-ion batareya namunasi bo'lgan puls in'ektsiyasi ma'lumotlar to'plami orqali tasdiqlanadi, bu 3 ta katod material turi, 3 ta fizik format, 4 ta sig'im dizayni va 10 ta SOC darajasida 4 ta tarixiy foydalanishni o'z ichiga oladi. Generativ ma'lumotlardan foydalanib, regresor aniq SOH baholashlarni amalga oshiradi, o'rtacha mutlaq foiz xatoliklari ko'rinmagan SOC ostida 6% dan past bo'ladi. Biz ushbu texnikani bir maromda qo'llashni hisobga olgan holda, 2030 yilga kelib butun dunyo bo'ylab batareyalarni ishdan chiqarish senariyida ma'lumotlarni tartibga solish xarajatlarini kamaytirish orqali elektr energiyasi xarajatlarida 4,9 milliard AQSh dollari va CO2 emissiyalarida 35,8 milliard kgni tejashni bashorat qilamiz. Ushbu maqola generativ usullar yordamida cheklangan ma'lumotlardan kengaytirilgan ma'lumotlar joyini o'rganishni ta'kidlaydi, chunki ko'pgina baholash va bashoratlilik vazifalari uchun ma'lumotlarni olish vaqt talab qiluvchi, qimmat va ifloslantiruvchi bo'lishi mumkin. Kirish Transportni elektrlashtirish, uglerodsiz energiya o'tishining muhim sohasi , qazilma yoqilg'iga asoslangan transport paradigmsini misli ko'rilmagan darajada o'zgartirib yubordi. Litiy-ion batareyalari ushbu o'tishda elektr transport vositalari (EV) uchun arzon, chidamli va xavfsiz energiya ta'minotini ta'minlashda muhim ahamiyatga ega , . Ishlab turgan va ishdan chiqqan EV batareyalarining umumiy quvvati 2050 yilga kelib 32–62 terra-vattdan oshib ketadi, bu Xalqaro Energiyani Tiklash Agentligi va Energy Storage Lab stsenariylaridagi hisob-kitobdan sezilarli darajada yuqori . Biroq, ishdan chiqqan EV batareyalari ularning nominal sig'imining 80% dan ortig'ini tashkil etuvchi katta qoldiq qiymatga ega bo'lgan holda qat'iy tartibga solinadi , . Agar ular to'g'ri ishlatilmasa, ishlab chiqaruvchilar va foydalanuvchilar uchun iqtisodiy yuklar  va keyinchalik atrof-muhit va ijtimoiy muammolar , jumladan, resurslarni isrof qilish, ta'minot zanjiri xavflari va uglerod emissiyalari , ,  kelib chiqadi. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Batareyalarni ishdan chiqarishning vaqtinchalik ortib borishi bilan bog'liq muammolarni hal qilishga qaratilgan istiqbolli strategiyalar qatoriga qayta ishlatish , ,  va tushunish  kiradi. Qayta ishlashda ishdan chiqqan batareyalarda tarmoqqa ulangan energiya saqlash tizimlari , turar-joy elektr ta'minoti , va past tezlikdagi avtomobillar kabi ilovalar uchun foydalaniladi. Biroq, qayta ishlash uchun moslashuvchanlikni tekshirish , sig'imni saralash , va qayta guruhlash ,  kabi dastlabki ishlov berish talab qilinadi. Sinov dasturlari boshlanganiga qaramay , , , foydalanish holatlari va ishdan chiqqan yo'nalishlar uchun qat'iy standartlarning yo'qligi qoldiq sig'imdan ratsional foydalanishga to'sqinlik qiladi . Tushunish aksincha, materiallarni qazib olish yoki tuzilmaviy ta'mirlash orqali ishdan chiqqan batareyalarning qoldiq qiymatlaridan foydalanadi , , tuzatib bo'lmaydigan darajada degradatsiyalangan ishdan chiqqan batareyalar uchun mos keladi. Pirometallurgiya va gidrometallurgiya bilan solishtirganda , , to'g'ridan-to'g'ri tushunish yuqori rentabellik, kam energiya sarfi va kamroq uglerod emissiyalari bilan ajralib turadi , , . Litiyni to'ldirish va katod materiallarini qayta ishlashdan foydalanish, to'g'ridan-to'g'ri tushunish samarali material tuzilmasini tiklash va ishlashni tiklashga erishadi . Biroq, sog'liq holati (SOH) to'g'ridan-to'g'ri tushunish strategiyalarini shakllantirishda talab qilinadigan kimyoviy reagent va kutilayotgan litiy qo'shimchalari dozalarini aniqlaydi , , . Yetarli bo'lmagan dozani to'liq tiklashga olib kelishi mumkin, haddan tashqari ko'p dozani esa katod yuzasida ishqoriy qoldiq hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin, bu tiklash ishini yomonlashtiradi , . Afsuski, SOH ni tiklash materiallarni invaziv tekshirishni ,  va uzoq sig'imni kalibrlash testlarini talab qiladi, invaziv bo'lmagan, tez va barqaror SOHni olish barqaror muammo bo'lib qolmoqda. 6 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 23 24 25 26 27 28 29 26 27 30 31 32 33 34 27 35 36 37 Doimiy SOH ma'lumotlarini ta'minlash uchun EV batareyalari monitoring qilinadi va bulutli platformalar  va batareya pasportlari  tomonidan operatsion ma'lumotlar yozib olinadi. Yevropa parlamenti 2023-yil 14-iyunda Batareyalar to'g'risidagi direktivani qabul qildi, bu ishdan chiqqan batareyalardan xizmat muddati oxirida foydalanish, qayta tiklash yoki tushunishni ta'minlaydi . Biroq, talab qilinadigan monitoring va yozib olish jarayoni faqat EV xizmat davrida mavjud bo'lib, ishdan chiqqan batareyalarda avtomobil ichidagi monitoring birligiga ulanmagan. Shu sababli, dala uchun mavjud bo'lgan SOH ma'lumotlarini olish qiyin. Umr bo'yi ma'lumotlar yaxlitligi asosiy muammo bo'lib qolmoqda, bu esa faqat dala ma'lumotlaridan foydalangan holda, tarixiy ma'lumotlar yoki nazorat qilinadigan sharoitlarda aksincha SOH baholashni talab qiladi , , . Bir yechim - ishdan chiqqan batareya to'plash joyida sig'imni kalibrlash testini o'tkazish, ya'ni holatni konditsionerlash (SOC), bu oson, ammo buning uchun katta test vaqti va qo'shimcha elektr energiyasi xarajatlari talab qilinadi. Gibrid puls quvvati xarakteristikasi testi dinamik puls in'ektsiyasi orqali SOH baholash uchun alternativdir, ammo to'liq test ketma-ketligi 12 soatdan ortiq davom etadi. Tao va boshqalar. ishdan chiqqan batareyalarning SOH baholash uchun qisqa pulsdan foydalanganlar, bu 5% SOC ga konditsionerlash amalga oshirilgan degan taxminga asoslangan, bu esa tasodifiy ishdan chiqqan konditsiya sharoitlariga deyarli mos kelmaydi . Sensory asosidagi o'lchovlardagi so'nggi yutuqlar rentgen tasviri , elektrokimyoviy empedans , , optik tolali sensor , , akustik sensor , , qisman zaryadlash , , va puls in'ektsiyasi ,  kabilarni o'z ichiga oladi. Sensorga asoslangan usullar laboratoriya bosqichida invazivlik tufayli, puls in'ektsiyasi esa batareya degradatsiyasini jismoniy zararsiz tushunish bilan ajralib turadi, bir vaqtning o'zida qisman zaryadlash va elektrokimyoviy empedansga asoslangan usullardan tezroq , , , , , . Biroq, puls in'ektsiyasi ma'lumotlarga yo'naltirilgan usul bo'lib, u faqat jismoniy o'lchangan ma'lumotlar modelni joylashtirish bosqichidagi ishdan chiqqan sharoitlarni qamrab oladi degan ideal taxminga asoslangan holda amalga oshiriladi, bu esa mashinasozlik jamoasida domen siljishining umumiy muammosi sifatida tanilgan. Transfer o'rganish va domen moslashuvi usullaridagi yutuqlarga qaramay , , , maqsad domenni moslashtirish joylashtirish paytida oldingi ma'lumotlarni talab qilganligi sababli va mavjud o'rganish usullarini tasodifiy ishdan chiqqan sharoitlar uchun yangilash qiyin bo'lganligi sababli muammolar saqlanib qolmoqda . Alternativ yechim - ma'lumotlar tanqisligi va o'ziga xosligini kamaytirish uchun kutilmagan ishdan chiqqan sharoitlarda ma'lumotlarni sinash joyini kengaytirish, ammo bu xarajatlarni oshirishi mumkin. Vang va boshqalar. termokimyoviy jarayon davomida turli oraliq holatlarda reaksiya kinetik afzalliklarini interpolatsiya qilish uchun haroratni qazib olish usulini taklif qildi, bu esa mashina o'rganish modelini tayyorlash uchun ma'lumotlarni kengaytirish sifatida minimal termokimyoviy tajriba miqyosi va xarajatida keng qamrovli o'quv ma'lumotnomalarini qurishga imkon beradi . Bundan tashqari, generativ o'rganish ham qisman tsikllangan profillardan olingan kengaytirilgan ma'lumotlar bilan SOHni baholash imkoniyatlarini ko'rsatadi, bu jismoniy sinovdan o'tgan ma'lumotlar miqdorini tejaydi , . Biroq, batareyalarni qayta ishlatish va tushunish kontekstida ma'lumotlar tanqisligi va o'ziga xosligi, katod material turlari, fizik formatlar, sig'im dizaynlari va tarixiy foydalanishlarning aralashmasi tufayli yanada murakkabroqdir, bu sharoitga xos bo'lgan degradatsiyalarni mashina o'rganish modellari bilan integratsiyalashuvini cheklaydi. Shu sababli, ma'lumotlarni generatsiya qilish uchun ishdan chiqqan batareya konditsiyalash va qo'shimcha jismoniy tajribalarni talab qilmay, pulsli kuchlanish javoblarini ishdan chiqqan sharoitlar orasidagi bog'liqlikni hisobga olish maqsadga muvofiqdir, bu esa SOH baholash ishini oshiradi. 38 24 39 30 40 41 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 17 41 17 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 Ushbu tadqiqotda biz ishdan chiqqan batareyani dastlabki ishlov berish, ya'ni SOH baholashni, jismoniy o'lchash vaqtini va xarajatini tejash uchun yaratilgan chastotali o'zgaruvchan avtoenkoder tomonidan yaratilgan pulsli kuchlanish javob ma'lumotlari yordamida amalga oshiramiz. Umumiy dastlabki ishlov berish qadamlari, generativ modelni o'qitish va amaliy modelni joylashtirish bosqichlarining yuqori darajadagi jarayoni 1-rasmda ko'rsatilgan. Tadqiqot g'oyasi - generativ o'rganishdan foydalanib, pulsli kuchlanish javoblarini uzluksiz ishdan chiqqan sharoitlarda, ya'ni ishdan chiqqan batareya yig'ish bosqichida SOC taqsimotini o'rganish uchun allaqachon o'lchangan ma'lumotlardan foydalanishdir. Keyingi SOH baholash jismoniy o'lchangan pulsli javob ma'lumotlari bo'lmagan holda amalga oshiriladi, bu esa konditsioner SOC ni kutilgan darajaga keltirish uchun talab qilinadigan dastlabki ishlov berish elektr xarajatlari va uglerod emissiyalarini tejaydi. Amper-soat integral usuli va mashina o'rganish puls in'ektsiyasi bilan solishtirganda, generativ o'rganish tezroq generatsiya tezligi va aniq baholashni ta'kidlaydi. Generativ ma'lumotlar bilan, oddiy regresor ma'lumotlar bazasida ko'rinmagan yoki mavjud bo'lmagan SOC ishdan chiqqan sharoitlarda SOH ni past xatolik bilan baholaydi, bu esa tashqaridan chiqqan (OOD) muammodir. OOD muammosi SOC konditsioneri va pulsli kuchlanish javobi o'rtasidagi meros qolgan jismoniy naqshni o'rganish orqali hal qilinadi. Biz 2700 ta jismoniy o'lchangan namunalarni tekshirish orqali usulimizning umumiy ishlanishini namoyish etamiz, ular 3 ta katod material turi, 3 ta fizik format, 4 ta sig'im dizayni va 4 ta tarixiy foydalanish (1 laboratoriya tezlashtirilgan qarish, 1 sof elektr transport vositasi haydash va 2 gibrid transport vositasi haydash) ni qamrab oladi. Generativ o'rganish interpolatsiya va ekstrapolyatsiyaga mos keladi, chunki u dastlabki ishdan chiqqan sharoitlar haqidagi bilimni model parametrlarining yashirin joyini kengaytirish bilan birlashtiradi, o'lchash vaqtini, elektr energiyasi xarajatlarini va keyingi uglerod emissiyalarini tejaydi, shu bilan birga SOH baholash aniqligini buzmaydi. Batareyalarni ishdan chiqarishning konservativ global tadqiqoti 2030-yilga kelib, pirometallurgiya, gidrometallurgiya va to'g'ridan-to'g'ri tushunish sharoitlarida tez va barqaror SOH baholashning ahamiyatini ta'kidlaydi. Texnik-iqtisodiy tahlil orqali generativ o'rganishga asoslangan SOH baholash 2030 yilga kelib butun dunyo bo'ylab 4,9 milliard dollarga elektr energiyasi xarajatlarini tejash va 35,8 milliard kg CO2 emissiyalarini kamaytirish imkonini beradi. Biz modelning izohliligi, tushunish uchun dastlabki ishlov berishning ahamiyati va mashina o'rganish bilan integratsiyalashgan aqlli tushunish dastlabki ishlov berishning kelajakdagi yo'nalishlari haqida so'z boradi.    Ishdan chiqqan batareyani dastlabki ishlov berish qadamlari SOC konditsionerlash, jismoniy o'lchashlar, SOH diagnostikasi uchun mashina o'rganish va qayta ishlatish yoki tushunishdan oldin ikkinchi hayot qaror qabul qilish jarayonini o'z ichiga oladi. SOC konditsionerlash - bu an'anaviy doimiy oqim doimiy kuchlanish (CCCV) usulidan foydalanib, ishdan chiqqan batareyalarning SOC qiymatlarini kerakli darajalarga sozlashni anglatadi.   Pulsli kuchlanish javobi ma'lumotlarini generatsiya qilish uchun chastotali o'zgaruvchan avtoenkoder sxemasi.   SOH baholash uchun ma'lumotlar generatsiya modelini amaliy qo'llash qo'shimcha SOC konditsionerlashni talab qilmaydi. O'qitilgan mashina o'rganish modeli generativ ma'lumotlar bilan nazorat qilinadi va joylashtirish bosqichida darhol pulsli kuchlanish javoblarini qabul qiladi.   2030 yilgi batareya ishdan chiqarish senariyida generativ o'rganish metodologiyamizning iqtisodiy va ekologik foydalari hamda tez generatsiya tezligi SOC konditsionerlash xarajatlarini tejash orqali. a b c d Natijalar Ma'lumotlar to'plamining olinishi Ma'lumotlar tanqisligi va o'ziga xoslik ma'lumotlarga asoslangan batareya diagnostikasi va prognozi, ayniqsa ishdan chiqqan batareyalar uchun asosiy muammolardir. Biz 270 ta jismoniy ishdan chiqqan batareyalardan 2700 ta namunalarni keng SOC darajalarida, ya'ni 5% dan 50% gacha 5% grain bilan to'pladik. 2-rasmdagi (a) ma'lumotlar to'plami 3 ta keng tarqalgan katod material turini, shu jumladan 119 ta jismoniy to'plangan NMC (nikel marganets kobalt oksidi), 56 ta LFP (litiy temir fosfat) va 95 ta LMO (litiy marganets oksidi) ishdan chiqqan batareyalarni, 3 ta fizik formatni (silindrsimon, sumkali, prizmatik) va 4 ta tarixiy foydalanish namunalarini (1 laboratoriya tezlashtirilgan testi, 3 ta EV foydalanish, shu jumladan 1 ta toza elektr transport vositasi rejimida va 2 ta gibrid transport vositasi rejimida) o'z ichiga oladi. Biz ushbu keng tarqalgan test namunalari bizning ma'lumotlar to'plamimizni ishdan chiqqan batareyalarning SOH baholash uchun eng katta tez puls asosidagi ma'lumotlar to'plami ekanligini ta'kidlaymiz, bu esa modelning umumiy ishlanishini jismoniy o'lchangan ma'lumotlar to'plamlaridan tashqari kengayishiga yordam beradi.  

Part of HackerNoon's growing list of open-source research papers, promoting free access to academic material.

Ushbu audio hikoyaning asl tilida yaratilgan!

Generativ AI qari volan elektromobilining iste'foga chiqqan litiy-ion batareyalarini barqaror qayta ishlatish imkonini beradi

About Author

IZOHLAR

TEGI QILISH

USHBU MAQOLA TAQDIM ETILGAN

Related Stories

Meet UzairaAdvisory, Startups of The Year 2024 Nominee

Meet UzairaAdvisory, Winner of Startups of The Year 2024 in Business

Meet Uzi World Digital, Winner of Startups of the year 2024 in Kolkata, West Bengal, India

Meet UzairaAdvisory, Startups of The Year 2024 Nominee

Meet UzairaAdvisory, Winner of Startups of The Year 2024 in Business

Meet Uzi World Digital, Winner of Startups of the year 2024 in Kolkata, West Bengal, India

Light-Mode

Classic

Newspaper

Minty

Dark-Mode

Neon Noir

Minty

HN StartUps