Araştırma Makalesi

Lityum iyon batarya için dikkat mekanizmalı geçitli tekrarlayan birim (GRU) sinir ağını temel alan sağlık durumu (SOH) tahmini

Cilt: 13 Sayı: 2 15 Nisan 2024
PDF İndir
EN TR

Lityum iyon batarya için dikkat mekanizmalı geçitli tekrarlayan birim (GRU) sinir ağını temel alan sağlık durumu (SOH) tahmini

Öz

Günümüzde lityum iyon bataryalar, verimli bir enerji depolama elemanı olarak üretimin ve yaşamın çeşitli alanlarında yeri doldurulamaz bir rol oynamaktadır. Lityum iyon bataryaların sağlık durumu (SOH), enerji depolama sisteminin güvenli çalışması için kritik öneme sahiptir. Bu çalışmada batarya yönetim sisteminden gelen, yaşlanmaya bağlı olarak değişen gerilim, akım ve sıcaklık profilleri gibi ölçülebilir veriler kullanılmıştır. Bu verilere dayanarak kapasite ile şarj profilleri arasındaki ilişki sinir ağları tarafından öğrenilir. Bu çalışmada ulaşılan deneysel sonuçlar NASA lityum iyon pil veri setine dayanmaktadır. Önerilen dikkat mekanizmalı GRU yöntemi, bataryanın sağlığının tahmininde ortalama mutlak yüzde hata açısından derin öğrenme yöntemlerinden olan LSTM, GRU ve BiLSTM yöntemlerine kıyasla sırasıyla %35, %27 ve %20’ye kadar daha başarılı olduğu görülmüştür. Yapılan benzetim çalışmaları MATLAB ortamında derin öğrenme toolbox’ı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Son yıllarda dikkat mekanizmaları, zaman serisi tahmin modellerinin performansını artırmak için güçlü bir araç olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada, zaman serisi problemlerinin çözümlerinde kullanılan LSTM, BiLSTM ve GRU aynı NASA veri setleri üzerinde denenmiş ve bu üç yöntemden daha hızlı ve basit olmasıyla GRU tercih edilmiştir. Bu çalışmada önerilen mekanizma GRU ile Dikkat Mekanizmasını birleştirerek oluşturulmuş SoH öngörüm mekanizmasıdır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. L. Zhang, T. Ji, S. Yu, and G. Liu, Accurate prediction approach of soh for lithium-ion batteries based on LSTM method. Batteries, 9 (3), 177, 2023. https://doi .org/10.3390/batteries9030177
  2. E. İ. Tezde and H. İ. Okumuş, Batarya Modelleri ve Şarj Durumu (SoC) Belirleme. EMO Bilimsel Dergisi, 8 (1), 21–25, 2018.
  3. E. Zio, Prognostics and Health Management (PHM): Where are we and where do we (need to) go in theory and Practice. Reliability Engineering; System Safety, 218, 108119, 2022. http://dx.doi.org/10.1016/j.ress.20 21.108119
  4. ISO 13381-1:2004, Condition Monitoring and Diagnostics of Machines Prognostics Part1: General Guidelines. International Standards Organisation, Geneva, Switzerland, Nov. 2004.
  5. T. Sarıkurt and A. Balıkçı, A relative capacity estimation method for lithium batteries used in electric vehicle applications. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 24 (5), 809–816, 2018. http://doi:10.5505/pajes.2018.58224
  6. E. Çavuş and İ. Sancaktar, Batarya sağlık durumunun makine öğrenmesi ile kestirimi. NOHU J. Eng. Sci., 11 (3), 601–610, 2022, https://doi.org/10.28948/ngum uh.1112985
  7. Y. Jiang, Y. Chen, F. Yang, and W. Peng, State of health estimation of lithium-ion battery with automatic feature extraction and self-attention learning mechanism. Journal of Power Sources, 556, 232466, 2023. https://doi.org/10.1016/j.est.2023.109690
  8. Time Series forecasting methods, Techniques & Models, InfluxData, https://www.influxdata.com/time-series-forecasting-methods/, Accessed 3 December 2023.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Derin Öğrenme, Hibrit ve Elektrikli Araçlar ve Güç Aktarma Organları

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

3 Nisan 2024

Yayımlanma Tarihi

15 Nisan 2024

Gönderilme Tarihi

20 Aralık 2023

Kabul Tarihi

20 Şubat 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 13 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Tunç, T., & Erdem, H. (2024). Lityum iyon batarya için dikkat mekanizmalı geçitli tekrarlayan birim (GRU) sinir ağını temel alan sağlık durumu (SOH) tahmini. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 13(2), 639-647. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1407480
AMA
1.Tunç T, Erdem H. Lityum iyon batarya için dikkat mekanizmalı geçitli tekrarlayan birim (GRU) sinir ağını temel alan sağlık durumu (SOH) tahmini. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 2024;13(2):639-647. doi:10.28948/ngumuh.1407480
Chicago
Tunç, Tuğhan, ve Hamit Erdem. 2024. “Lityum iyon batarya için dikkat mekanizmalı geçitli tekrarlayan birim (GRU) sinir ağını temel alan sağlık durumu (SOH) tahmini”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 13 (2): 639-47. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1407480.
EndNote
Tunç T, Erdem H (01 Nisan 2024) Lityum iyon batarya için dikkat mekanizmalı geçitli tekrarlayan birim (GRU) sinir ağını temel alan sağlık durumu (SOH) tahmini. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 13 2 639–647.
IEEE
[1]T. Tunç ve H. Erdem, “Lityum iyon batarya için dikkat mekanizmalı geçitli tekrarlayan birim (GRU) sinir ağını temel alan sağlık durumu (SOH) tahmini”, NÖHÜ Müh. Bilim. Derg., c. 13, sy 2, ss. 639–647, Nis. 2024, doi: 10.28948/ngumuh.1407480.
ISNAD
Tunç, Tuğhan - Erdem, Hamit. “Lityum iyon batarya için dikkat mekanizmalı geçitli tekrarlayan birim (GRU) sinir ağını temel alan sağlık durumu (SOH) tahmini”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 13/2 (01 Nisan 2024): 639-647. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1407480.
JAMA
1.Tunç T, Erdem H. Lityum iyon batarya için dikkat mekanizmalı geçitli tekrarlayan birim (GRU) sinir ağını temel alan sağlık durumu (SOH) tahmini. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 2024;13:639–647.
MLA
Tunç, Tuğhan, ve Hamit Erdem. “Lityum iyon batarya için dikkat mekanizmalı geçitli tekrarlayan birim (GRU) sinir ağını temel alan sağlık durumu (SOH) tahmini”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 13, sy 2, Nisan 2024, ss. 639-47, doi:10.28948/ngumuh.1407480.
Vancouver
1.Tuğhan Tunç, Hamit Erdem. Lityum iyon batarya için dikkat mekanizmalı geçitli tekrarlayan birim (GRU) sinir ağını temel alan sağlık durumu (SOH) tahmini. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 01 Nisan 2024;13(2):639-47. doi:10.28948/ngumuh.1407480

Cited By