I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   1 4 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 5 ,   p p .   83 ~ 9 1   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 1 4 .i 1 . p p 83 - 91           83     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Im pro v ing  lit hiu m - i o n batt ery reli a bility throug h ne ura network  rema ini ng  useful  li fe  pre diction       B ra him   Z ra ibi M o ha m ed  M a ns o uri   La b o r a t o r y   LA M S A D ,   N a t i o n a l   S c h o o l   o f   A p p l i e d   S c i e n c e o f   B e r r e c h i d ,   H a ssan   F i r st   U n i v e r si t y   o f   S e t t a t B e r r e c h i d ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   31 2 0 2 4   R ev is ed   J u l   1 2 0 2 4   Acc ep ted   J u l   26 2 0 2 4       Th e   re li a b le   p e rfo rm a n c e   o l it h i u m - io n   b a tt e ries   is   c ru c ial  f o th e   sa fe   a n d   e fficie n o p e ra ti o n   o e lec tri c a sy ste m s,  p a rti c u larly   in   e lec tri c   v e h icle s.  To   m it ig a te  th e   r isk   o b a tt e ry   fa il u re   d u e   to   d e g ra d a t io n ,   a c c u ra te  fo re c a stin g   o f   th e   re m a in in g   u s e fu l   li fe   (RUL)   is  imp e ra ti v e .   I n   t h is  stu d y ,   w e   p ro p o se   e m p lo y i n g   v a ri o u re c u rre n n e u r a n e two rk   (RNN m e th o d s,  i n c lu d in g   RNN ,   g a ted   re c u rre n u n i (G RU),  a n d   l o n g   sh o rt - term   m e m o ry   (L S TM ),   to   e n h a n c e   RUL  p re d ictio n   a c c u ra c y   fo li t h iu m - io n   b a tt e ries .   O u a p p ro a c h   a ims   to   p ro v id e   re li a b le,  a c c u ra te,  a n d   s imp le  e stim a tes   o re m a in in g   b a tt e ry   li fe ,   fa c il it a ti n g   e ffe c ti v e   m a n a g e m e n o e lec tri c   v e h icle   p o we sy ste m a n d   m in imiz in g   t h e   risk   o fa il u re .   P e rfo rm a n c e   e v a lu a ti o n   m e tri c su c h   a m e a n   a b so lu te  e rr o (M AE) ,   R - sq u a r e d   (R² ),   m e a n   a b so lu te  p e rc e n t a g e   e rro (M APE ),   a n d   r o o t   m e a n   sq u a r e d   e rro ( RM S E)  a re   u ti li z e d   to   a ss e ss   p re d ictio n   a c c u ra c y .   E x p e rime n t a v a li d a ti o n   c o n d u c ted   u si n g   t h e   NA S A   li th i u m - io n   b a tt e r y   d a tas e d e m o n stra tes   th e   su p e ri o rit y   o LS T M   in   re d u c i n g   p re d ictio n   e rro a n d   e n h a n c in g   RUL  p re d ictio n   p e rfo rm a n c e   c o m p a re d   to   a lt e rn a ti v e   a p p r o a c h e s.  T h e se   fin d i n g u n d e rsc o re   th e   p o ten t ial  o n e u ra l   n e two rk   m e th o d o lo g ies   in   a d v a n c in g   b a t tery   m a n a g e m e n t   p ra c ti c e a n d   e n su rin g   t h e   lo n g e v it y   a n d   re l ia b i li ty   o li t h i u m - io n   b a tt e ry   sy ste m s.   K ey w o r d s :   Gate d   r ec u r r e n t u n it   L ith iu m - io n   b atter ies   L o n g   s h o r t - ter m   m e m o r y   M ac h in lear n in g   R ec u r r en t n eu r al  n etwo r k   R em ain in g   u s ef u l lif e   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   B r ah im   Z r aib i   L ab o r ato r y   L AM SAD,   Natio n al  Sch o o l o f   A p p lied   Scien ce s   o f   B er r ec h id Hass an   First Un iv er s ity   o f   Settat   B er r ec h id ,   Mo r o cc o   E m ail: b . zr aib i@ u h p . ac . m a       1.   I NT RO D UCT I O N   E lectr ic  v eh icles  p o wer ed   b y   lith iu m - io n   b atter ies  h av em er g ed   as  p r o m is in g   s o l u tio n   to   co m b at  th escalatin g   th r ea o f   air   p o llu tio n   an d   r ed u ce   C O 2   em is s i o n s   s tem m in g   f r o m   g lo b al  tr an s p o r tatio n   s y s tem s   [ 1 ] .   T h ese  v e h icles,  h er ald ed   f o r   th eir   e n v ir o n m en tal  b e n ef its ,   r ely   o n   in tr icate   b atter y   p ac k s   to   o p er ate   ef f icien tly .   Ho wev er ,   as  th es b atter ies  u n d er g o   co n tin u o u s   u s e,   th eir   p er f o r m an ce   u n d er g o es  ch an g e s ,   m an if esti n g   as  ca p ac ity   lo s s   an d   in cr ea s ed   r esis tan ce   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   T h r ep e r cu s s io n s   o f   s u c h   alter atio n s   ex ten d   b ey o n d   m e r e f f icien cy   co n ce r n s ,   o f ten   c u lm in atin g   in   s ev e r ca tast r o p h es   s u ch   as   co m b u s tio n   o r   ex p l o s io n s   with in   en er g y   s to r ag s y s tem s .   T h ese  ca tast r o p h ic  ev en ts   ar lar g ely   p r ec ip itated   b y   th h ei g h ten ed   r esis tan ce   with in   d eg r ad e d   b atter ies,  wh ich   g en er ates  ex ce s s iv h ea t.  C o n s eq u en tly ,   th ac cu r ate  esti m atio n   o f   b atter y   life s p an   ass u m es  p ar am o u n t   im p o r tan ce ,   s er v in g   as  a   p iv o tal  in d icato r   o f   b atter y   ag in g   an d   d am ag e   s tatu s .   Su ch   in s ig h ts   ar in d is p en s ab l f o r   en s u r in g   th s af ety   an d   r e liab ilit y   o f   elec tr if ied   v e h icles  an d   en er g y   s to r ag e   s y s tem s   alik e.   T o   n av ig ate  th co m p lex ities   in h er e n in   u ti lizin g   th ese  b atter ies  s af e ly   an d   ef f ec tiv el y ,   th e   im p lem en tatio n   o f   r o b u s b att er y   m a n ag em en t   s y s tem s   ( B MS)   [ 4 ]   b ec o m es   im p er ativ e.   R ec en y ea r s   h av e   witn ess ed   s u r g in   r esear ch   en d ea v o r s   aim ed   at  r ef in in g   b atter y   tech n o l o g ies,  with   p ar ticu lar   f o c u s   o n   em p o wer in g   B MS  to   p r o f icie n tly   esti m ate  b atter y   p ar am ete r s .   Mo n ito r in g   f ac to r s   s u ch   as  s t ate  o f   ch ar g ( SOC )   [ 5 ] ,   s tate  o f   h ea lth   ( SOH)   [ 6 ] ,   r em ain in g   u s ef u l   life   ( R UL ) ,   c h ar g ca p ac ity ,   an d   in ter n al   r e s is tan ce   em er g es  as  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.   1 4 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 5 :   83 - 91   84   q u in tess en tial  p r ac tices  to   u p h o ld   th e   ef f icien a n d   s ec u r u ti lizatio n   o f   lith iu m - io n   b atter ie s   [ 7 ] .   Am o n g   th ese,   R UL   em er g es  as  p iv o tal  p ar am eter ,   p iv o tal   f o r   f a u lt  d iag n o s es  an d   ea r ly   s af ety   war n in g s   th r o u g h o u th e   life   cy cle  o f   lith iu m - io n   b atter ies  in   elec tr if ied   v eh icles.  Mo r e o v er ,   th ac cu r ate  p r ed ictio n   o f   R UL   p lay s   an   in s tr u m en tal  r o le  in   q u an tify i n g   b atter y   life   an d   f o r ec asti n g   th r em ain in g   m ileag e   o f   e lectr ic  v eh icles   [ 8 ] L ith iu m - io n   b atter ies,  r en o wn ed   f o r   th eir   h ig h   e n er g y   d en s ity ,   p o wer   d en s ity ,   lo s elf - d is ch ar g r ate,   an d   ex ten d ed   life s p a n ,   s tan d   o u as f av o r e d   ch o ices a cr o s s   d iv er s ap p licatio n s .     T h co n ce p t   o f   R UL ,   d elin ea t ed   as th e   r em ai n in g   n u m b er   o f   cy cles to   r ea ch   th e   f ailu r e   th r esh o ld ,   h as   s p u r r ed   th d ev elo p m en o f   f o u r   d is tin ct  p r ed ictio n   m eth o d s d ir ec m ea s u r e m en t,  m o d el - b ased ,   d ata - d r iv en ,   an d   h y b r id   m et h o d o lo g ies   [ 9 ] .   T h e   d ir ec m ea s u r em e n ap p r o ac h   u ti lizes  o p en - c ir cu it  v o ltag an d   elec tr o ch em ical  im p ed a n ce   s p ec tr o s co p y   to   ass ess   th ca p ac ity   an d   im p e d an ce   o f   b atter y   c ells .   I n   co n tr ast,  th e   m o d el - b ased   m eth o d   lev e r ag e s   v ar io u s   m o d els,  in clu d in g   e lectr o ch em ical,   eq u iv alen ci r cu it,  an d   em p ir ical  m o d els  s u ch   as  u n s ce n ted   Kalm an   f ilter   ( UKF)   an d   p ar ticle  f ilter   ( PF ) .   Data - d r iv en   p r ed i ctio n   m eth o d s ,   lik e   g au s s ian   p r o ce s s es  ( GP)   [ 1 0 ] r ec u r r e n n eu r al  n etwo r k s   ( R NN) ,   lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   n etwo r k s   ( L STM )   [ 1 1 ] s u p p o r v ec to r   r eg r ess io n   ( SVR )   [ 1 2 ] g r ey   m o d els  ( G M) ,   r elev a n ce   v ec t o r   m ac h in e s   ( R VM )   [ 1 3 ] ,   an d   ar tific ial  n eu r al  n etwo r k s   ( ANN)   [ 1 4 ] ,   ar g ain in g   in c r ea s in g   atten tio n   d u to   th ab u n d a n ce   o f   d ata  av ailab le   f r o m   L i - io n   b atter ies.  T h ese   d ata - d r iv e n   m eth o d s   d o   n o d ep en d   o n   co m p lex   ch e m ical,   p h y s ical,   o r   m ath em atica m o d els  o f   b atter y   ca p ac ity   d eg r a d atio n ,   m ak in g   th em   h ig h l y   attr ac tiv f o r   b atter y   h ea lth   p r ed ictio n .   I n   r ec e n tim es,  th p r o wess   o f   n e u r al  n etwo r k s ,   p ar ticu lar ly   R NNs,  h as  g ar n e r ed   atten tio n   f o r   its   p o ten tial  to   en h an ce   p r ed icti o n   ac cu r ac y .   L ev er a g in g   th ei r   in n ate  ca p ac ity   f o r   s elf - lear n in g ,   R NNs  h o ld   p r o m is in   r e v o lu tio n izin g   R UL   p r ed ictio n   m eth o d o lo g ies  [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .   Dee p   lea r n in g   m et h o d s ,   alr ea d y   lau d e d   f o r   th eir   s u cc ess   ac r o s s   v ar io u s   d o m ain s ,   o f f e r   f u r th er   cr e d i b ilit y   to   th is   ap p r o ac h ,   p a r ticu lar ly   in   tim e - s er ies   p r ed ictio n   task s .   Pro p o s in g   th u tili za tio n   o f   d iv er s e   R NN   m eth o d s   in   o u r   s tu d y   r ep r esen ts   co n ce r ted   ef f o r t   to   au g m en th p r ed ictio n   ac cu r ac y   o f   lith iu m - i o n   b atter y   R UL ,   th er eb y   ad v an cin g   th e   f r o n tier   o f   b atter y   m an ag em en t   in   elec tr if ie d   v e h icles.  T h p r im ar y   ch allen g e s   f ac ed   in   th c o n tex t   o f   R UL   p r ed ictio n   in   th is   s tu d y   ar m u ltifa ce ted .   Fo r e m o s t a m o n g   t h ese  ch allen g es is   th im p er ativ t o   en h a n ce   th e   p r ed ictio n   ac c u r ac y   o f   R UL ,   s tr iv in g   f o r   h ig h   p r ec is io n   an d   m in im izin g   p r ed i ctio n   er r o r s   to   en s u r r eliab l p r o g n o s ticatio n s .   Ad d itio n ally ,   t h s tu d y   g r a p p l es  with   th n ee d   to   cu r b   co m p u tatio n al  co s ts   an d   r ed u ce   len g th y   tr ain in g   tim es   ass o ciate d   with   co m p lex   p r e d i ctio n   m o d els,  aim in g   to   s tr ea m lin p r o ce s s es a n d   im p r o v ef f icien cy .     Fu r th er m o r e ,   th p u r s u it  o f   a n   o p tim al  s o lu tio n   p r esen ts   ch alle n g es  o f   its   o wn ,   d em a n d in g   h i g h   s tab ilit y ,   r ap id   co n v er g en ce   s p ee d ,   f lex ib ilit y ,   an d   s ea m l ess   im p lem en tatio n   to   ef f ec tiv ely   ad d r ess   th in tr icac ies  o f   R UL   p r ed ictio n   in   p r ac tical  ap p licatio n s .   Ad d r e s s in g   th ese  ch allen g es  is   p ar a m o u n to   ad v an cin g   th s tate - of - th e - ar in   R UL   p r ed ictio n   m eth o d o lo g ies  an d   e n s u r in g   th eir   p r ac tical  v iab ilit y   an d   ef f icac y .   T h k ey   co n tr ib u tio n s   o f   th is   p ap e r   r ev o lv ar o u n d   th d ev elo p m en o f   p r e d ictiv m o d el  f o r   lith iu m - io n   b atter y   R UL   p r ed ictio n   u s in g   s im p l y et  ef f ec tiv e   te ch n iq u b ased   o n   v ar io u s   R NN  m eth o d s   a p p lied   t o   u n iv ar iate   tim s er ies  d ata.   Fu r th er m o r e,   th is   wo r k   o f f er s   v alu a b le  in s ig h ts   in to   th ef f icac y   o f   s im p le  R NN  m eth o d s   in   R UL   p r ed ictio n   f o r   lith iu m - io n   b atter ies  th r o u g h   co m p r e h en s iv co m p ar is o n s   with   o t h er   m e th o d o lo g ies,   in clu d in g   R NN,   g ated   r ec u r r e n u n it  ( GR U) ,   an d   L STM   tech n iq u es  em p lo y e d   in   p r ev io u s   s tu d ies.  No tab ly ,   o u r   p r o p o s ed   L STM   m eth o d   d em o n s tr ates o u ts tan d in g   p er f o r m an ce ,   ac h iev in g   e x ce p tio n al  p r ed ictiv ac cu r ac y   in   R UL   esti m atio n   an d   f ac ilit atin g   t im ely   p r e d ictio n s   b ase d   o n   p r ev io u s ly   esti m ated   in f o r m atio n .   T h ese   ad v an ce m e n ts   h o ld   p r o m is f o r   en h an cin g   b atter y   life tim co n tr o s tr ateg ies  an d   s af ety   m o n ito r in g   f u n ctio n s ,   th er eb y   r ed u cin g   th r is k   o f   ca tast r o p h ic  ev en ts .   T h s u b s eq u en s ec tio n s   o f   th i s   p ap er   ar e   s tr u ctu r ed   as  f o llo ws Sectio n   2   o u tlin es  t h f r a m ewo r k   o f   o u r   m eth o d   an d   elu cid ates  th p r o ce s s   o f   p r ed ictin g   th R UL   an d   in tr o d u ce s   th to o ls   an d   m eth o d o lo g y   em p lo y ed   f o r   p r ed ictin g   th R UL   o f   lith iu m - io n   b atter ies  u s in g   th p r o p o s ed   m eth o d s .   I n   s ec tio n   3 ,   we  p r esen t   th R UL   p r ed ictio n   r esu lts   an d   co m p a r th em   with   e x is tin g   p r ed ictio n   m eth o d s .   L astl y ,   t h p ap er   co n clu d es   with   s u m m ar y   o f   f in d in g s .       2.   M E T H O D     2 . 1 .   T he  re curr ent   ne ura l net wo rk   m e t ho ds   Pre d ictin g   th r em ain in g   life   o f   lith iu m - io n   b atter ies  r ep r esen ts   m u ltifa ce ted   an d   cr u cia en d ea v o r ,   p ar ticu lar ly   in   d o m ain s   lik el ec tr ic  v eh icles  an d   p o r tab le  ele ctr o n ics.  I n   tack lin g   th is   ch alle n g e,   v ar io u s   n eu r al   n etwo r k   alg o r ith m s   em er g as   p r o m is in g   s o lu tio n s ,   ea c h   o f f er in g   d is tin ct  ad v an ta g es  co n ti n g en u p o n   f ac t o r s   s u ch   as  d ata  n atu r e,   r eso u r ce   a v ailab ilit y ,   an d   s p ec if ic  r eq u ir em en ts .   Am o n g   th ar r ay   o f   p r o p o s ed   alg o r ith m s ,   R NNs,  G R Us,  an d   L STM s   n et wo r k s ,   r ep r esen te d   in   F ig u r es  1   to   3 ,   s tan d   o u p r o m i n en tly .   R NNs  ex ce in   ca p tu r in g   tem p o r al  f ea tu r es  b y   lev e r ag in g   c o r r elatio n s   b etwe en   c u r r en ca p ac ity   an d   p r ev io u s   in p u ts ,   f ac ilit atin g   r e alis tic  e s tim atio n s   f o r   f u tu r p r ed ictio n s .   Ho wev er ,   th ey   e n co u n ter   c h allen g es  with   lo n g - d is tan ce   d ep en d en ci es,  lead in g   to   is s u es  lik v a n is h in g   g r ad ien ts .   I n   co n tr ast,  L STM   ad d r ess es  th ese  co n ce r n s   b y   r e g u latin g   g r a d ie n p r o p ag ati o n   an d   m ain tain i n g   p ar am eter   m em o r y   ac r o s s   tim iter atio n s .   T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I mp r o vin g   lith iu m - io n   b a tter r elia b ilit th r o u g h   n eu r a n etw o r r ema in in g   u s efu l life    ( B r a h im  Zr a ib i )   85   L STM   ar ch itectu r co m p r is e s   lo n g - ter m   an d   s h o r t - ter m   s tates,  h ar n ess in g   in p u an d   a ctiv atio n   v alu es  to   co m p u te  h i d d en   la y er   n o d es   ef f ec tiv ely .   On   t h o th er   h an d ,   GR [ 1 7 ] ,   ch ar ac ter ize d   b y   its   s im p lifie d   ar ch itectu r f ea tu r in g   two   g at es u p d ate  an d   r eset o f f er s   co m p ar ab le  p er f o r m an ce   to   L STM   with   f ewe r   p ar am eter s   [ 9 ] ,   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .           F i g u r e   1 .   T h e   R N N   a r c h it e c t u r e             Fig u r 2 .   T h GR ar ch itectu r e     Fig u r 3 .   T h L STM   ar ch itect u r e       T h s elec tio n   o f   th m o s s u itab le  alg o r ith m   h in g es  o n   d ataset  ch ar ac ter is tics ,   co m p u tatio n al  r eso u r ce s ,   an d   d esire d   ac c u r ac y   lev els.  L e v er ag in g   th s tr en g th s   o f   ea ch   alg o r ith m ,   o u r   m e th o d ,   as d ep icted   in   Fig u r 4 ,   is   m eticu lo u s ly   cr a f ted   to   ca p italize  o n   th ese  d i v er s b en ef its ,   en s u r i n g   o p ti m al  p er f o r m an ce   i n   p r ed ictin g   lith iu m - i o n   b atter y   R UL .   T o   ac h iev o p tim al  p er f o r m a n ce   in   p r ed ictin g   th R UL   o f   lith iu m - io n   b atter ies.  T o   f u r th e r   en h a n ce   ac cu r ac y ,   we  ad h er ed   t o   we ll - d ef in ed   p r o ce s s   f o r   R UL   p r ed ictio n ,   wh ich   is   d etailed   in   Fig u r 5 .   T h is   s y s tem atic  ap p r o ac h   en s u r es a   r o b u s t a n d   ef f icien p r ed ictio n   m o d el.           Fig u r 4 .   T h p r o p o s ed   f r am e wo r k   t o   p r ed ict  R UL   o f   b atter y   lith iu m - io n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.   1 4 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 5 :   83 - 91   86       Fig u r 5 .   T h p r o ce s s   f o r   p r ed ict in g   R UL   o f   b atter y   lith iu m - io n       2 . 2 .   B a t t er y   da t a s et   T h s tu d y   v alid ates  its   f in d in g s   u s in g   ex p er im e n tal  d ata  s o u r ce d   f r o m   th NASA  [ 2 0 ]   o f   e x ce llen ce ,   f o cu s in g   o n   a g in g   d ata  f o r   1 8 6 5 0   lith iu m - io n   b atter ies T h e   d ataset  in clu d es  th r ee   d is tin c m o d es:  ch ar g in g ,   wh er th b atter y   is   ch ar g ed   with   co n s tan cu r r en u n til  r ea ch in g   4 . 2   V,   f o llo wed   b y   co n s tan v o ltag p h ase;   d is ch ar g e,   w h er th b atter y   is   d is ch ar g ed   with   c o n s tan t   cu r r e n u n til  r ea ch i n g   2 . 5   V an d   ter m in atio n ,   o cc u r r in g   wh en   th b atter y ' s   ac tu al  ca p ac ity   d r o p s   b elo w   7 0 o f   its   r ated   ca p ac ity   ( 2   Ah ) .   A n aly s is   is   co n d u cte d   u s in g   th e   d ataset  f o r   th B 0 0 0 6   b atter y   s h o win g   i n   F ig u r 6 .           Fig u r 6 .   C ap ac ity   d eg r ad atio n   cu r v e   o f   B 0 0 0 6   b atter y       2 . 3 .   Sy s t em   co nfig ura t io a nd   ev a lua t io n c rit er ia   o f   perf o rma nce   T h h ar d war an d   s o f twar en v ir o n m en an d   h y p er - p ar a m eter s   s h o wn   in   T a b le  1   w as  u s ed   to   im p lem en th th r ee   m eth o d s ,   i.e .   R NN,   GR U,   an d   L STM ,   r esp ec tiv ely .   T h Ad a m   o p tim izer   an d   Hu b er   lo s s   ar u tili ze d ,   as  well  as  th r e ctif ied   lin ea r   u n it  ( R eL U)   ac ti v atio n   f u n ctio n .   I n   ad d itio n ,   we  u tili ze   th m ea n   ab s o lu te  er r o r   ( MA E )   [ 2 1 ] ,   r o o m ea n   s q u a r er r o r   ( R MSE ) ,   R   s q u ar ( R ²)   [ 2 2 ] ,   a n d   m ea n   ab s o lu te  p er ce n ta g e   er r o r   ( MA PE)   [ 2 3 ]   to   ev al u ate  th m eth o d s   o f   R UL   p r ed ictio n   p er f o r m an ce .     = 1 | ̂ | = 1   ( 1 )       = 1 ( ̂ ) ² = 1   ( 2 )     ² = 1     ( ̂ ) 2 = 1 ( ̅ ̅ ̅ ̅ ̂ ) 2 = 1   ( 3 )     = 1 | ̂ | = 1 × 100%     ( 4 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I mp r o vin g   lith iu m - io n   b a tter r elia b ilit th r o u g h   n eu r a n etw o r r ema in in g   u s efu l life    ( B r a h im  Zr a ib i )   87   W h er   s tan d s   f o r   th e   g en u in e   ca p ac ity   o f   th e   b atter y ,   ̂   f o r   t h esti m ated   ca p ac ity ,   an d   ̅ ̅ ̅   f o r   th ac tu al   ca p ac ity   av er ag e.   T h ca p ac it y   f o r ec ast  ac cu r ac y   is   g r ea ter   wh en   th MA E ,   MA PE,   an d   R MSE   ar n ea r   to   ze r o .   W h en   it  co m es  to   R ²,   n u m b er   n ea r   to   o n m ea n s   m o r e   ac cu r ate  R UL   p r ed ictio n s .   T h Deta iled   f lo wch ar t   s tep s   f o r   p r ed ictin g   R UL   b ased   o n   th p r o p o s ed   m o d el  ar e   illu s tr ated   in   Fig u r 7 .   T h m o d el  f r am ewo r k   d ep e n d   as  m o d el   in p u ts   a r th e   cu r r e n an d   p r ev io u s   ca p ac ity   v ec to r     [ C ( −  i) ,   .   .   . ,   C ( t) ] .   W h ile  m o d el  o u tp u ts   ar e   C ( 1 ) ,   wh i ch   ca n   b p r ed icted   af ter   em p lo y in g   t h p r o p o s ed   m eth o d .   W u s r ec u r s iv p r ed ictio n   p r o ce d u r wh er e   th e   p r ev io u s ly   f o r ec ast  ca p ac ity   as  th n ex in p u o f   th m o d el  to   p r ed ict  n ew  ca p a city   v alu u n til th b atter y ' s   E OL   is   ar r iv ed ,   th e n   n ew  R UL   ca n   esti m ated .       T ab le  1 .   E n v ir o n m en t o f   h ar d war an d   s o f twar e   a n d   b est v a lu es o f   h y p er - p a r am eter s   H a r d w a r e   EN V I R O N M EN T   S o f t w a r e   EN V I R O N M EN T   h y p e r p a r a me t e r s ( si z e )   h y p e r p a r a me t e r s   R A M   8 G   P y t h o n   w i t h   T e n so r f l o w   W i n d o w :   8   Ep o c h s:   1 5 0 0   1 . 8 0   G H z   C P U   W i n d o w s 1 0   p r o f e ssi o n a l   e d i t i o n   B a t c h :   8   l e a r n i n g _ r a t e :   8e - 4   I n t e l ( R )   H D   G r a p h i c s Fam i l y     sh u f f l e _ b u f f e r :   1 0 0 0   R e g u l a r i z a t i o n :   w i t h o u t           Fig u r 7 .   Flo wch ar s tep s   f o r   p r ed ictin g   R UL       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N     3 . 1 .   R em a ini ng   us ef ul life   predic t io wit h t he  v a rio us   m et ho d s   I n   th is   s ec tio n ,   we  p r esen th e   r esu lts   o f   o u r   ex p er im en tatio n   o n   p r ed ictin g   R UL   u s in g   th r ee   d is tin ct   m eth o d s   R NN,   GR U,   an d   L STM .   E ac h   m eth o d   co m p r is es  f o u r   k e y   s tep s d ata  p r e - p r o ce s s in g ,   tr ai n in g   o v er   8 0   cy cles,  v alid atio n   p r ed ictio n   o v er   8 8   c y cles,  an d   4 0   n ew  p r ed ictio n   cy cles  ( f r o m   1 6 9   to   2 0 8 ) .   T h R UL   p r ed ictio n   r esu lts   f o r   ea c h   m eth o d   a r d elin ea ted ,   with   r ea v alu es  d ep icted   i n   y ello w,   p r ed ictio n s   in   g r ee n   ( b eg in n i n g   at  c y cle  8 0 ) ,   a n d   n e p r ed i ctio n s   in   r ed .   First,  em p lo y in g   th R NN  m eth o d   f o r   li th iu m - io n   b atter ies  R UL   p r ed ictio n   r ev ea ls   cl o s alig n m en b etwe en   v alid atio n   an d   tr u v alu es   as  s h o wn   i n   Fi g u r e   8 ( a) ,   in d icativ o f   ef f ec tiv lear n i n g .   H o wev er ,   its   p er f o r m an ce   in   n ew  p r e d ic tio n s   is   s u b o p tim al.   C o n v er s ely ,   th e   GR m eth o d   as  s h o wn   in   Fig u r 8 ( b )   ex h ib its   im p r o v ed   ac cu r ac y   d u r in g   th v alid atio n   p h ase,   y et  n ew  p r ed ictio n   p er f o r m an ce   r em ain s   i n ad eq u ate.   T h e   L STM   m et h o d ,   o n   th o th er   h a n d ,   n o o n ly   en h a n c es  R UL   p r ed ictio n   ac cu r ac y   f o r   lith iu m - io n   b att er ies   b u n o tab ly   ac h iev es  s a tis f ac to r y   p er f o r m a n c in   n e p r ed ictio n s .   T h e   co n s is ten cy   b etwe en   esti m ates  an d   tr u e   v alu es  is   ev id en as  s h o wn   in   Fig u r 8 ( c ) ,   with   s ig n i f ican im p r o v em en t   in   n ew  p r e d ictio n   ac cu r ac y .   F u r th er m o r e,   th l o s s   cu r v o f   th L STM   m eth o d   c o n s is ten tly   co n v er g es  to war d s   ze r o ,   d em o n s t r atin g   co n tin u al   lear n in g   an d   r ed u ce d   p er t u r b atio n   co m p ar ed   to   R NN  an d   GR m eth o d s   as   s h o wn   in   Fig u r e s   9 (a )   to   9 ( c) .   T h ese  f in d in g s   u n d e r s co r th e   s u p er io r ity   o f   L STM   in   ac h iev in g   h ig h   esti m atio n   ac cu r ac y   an d   r o b u s p er f o r m an ce   in   p r ed ictin g   n ew  R UL ,   th u s   s o lid if y in g   its   s tatu s   a s   th m o s ac cu r ate  m eth o d   f o r   lith iu m - io n   b atter ies  R UL   p r ed ictio n .   T h e   s u b s eq u e n s ec tio n   p r o v id es  s u m m a r y   o f   n u m e r ic  R UL   p r ed ictio n   e r r o r s   an d   co n tex tu alize s   th em   ag ain s t o th er   lead i n g   m eth o d s   in   th liter atu r e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.   1 4 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 5 :   83 - 91   88       ( a)   ( b )       ( c)     Fig u r 8 .   R UL   p r e d ictio n   r esu lts   u s in g : ( a)   R NN,   ( b )   GR U,   an d   ( c)   L STM           ( a)   ( b )       ( c)     Fig u r 9 .   R UL   tr ain in g   p er f o r m an ce : ( a)   R NN,   ( b )   GR U,   an d   ( c)   L STM     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I mp r o vin g   lith iu m - io n   b a tter r elia b ilit th r o u g h   n eu r a n etw o r r ema in in g   u s efu l life    ( B r a h im  Zr a ib i )   89   3 . 2 .   Co m pa ra t iv e   re s ults a na ly s is   3 . 2 . 1 .   R em a ini ng   us ef ul life   v a lid a t io n a nd   t he  ev a lua t io n c rit er ia   I n   t h e   p r e c e d i n g   s e c t i o n ,   o u r   f o c u s   w a s   o n   e v a l u a t i n g   t h e   e x t r a p o l a t i o n   c a p a b i l i ti e s   o f   t h e   L ST M   m o d e t h r o u g h   R U L   p r e d i c t i o n   t e s ts   co n d u c t e d   o n   t h e   B 0 0 0 6   b a t t e r y   c a s e .   S u b s e q u e n tl y ,   t h e   p r e d i c t i o n   r e s u l ts   f o r   t h i s   b a t t e r y   w e r e   p l o t te d ,   a c c o m p a n i e d   b y   t h e   p r e s e n t a t i o n   o f   a c c u r a c y   i n d i c a t o r s .   T o   e n s u r e   c o m p r e h e n s i v e   c a p a c it y   i n f o r m a t i o n   i n c l u s i o n   d u r i n g   th e   t r a i n i n g   p r o c e s s ,   t h e   i n it i a 8 0   d a t a   p o i n t s   f r o m   t h e   c a p a ci ty   d e g r a d a t i o n   c u r v e ,   c o n s t i t u t i n g   a   n e a r - e v e n   s p li t ,   w e r e   u t il i z e d   a s   t h e   t r ai n i n g   s e ts .   S u b s e q u e n t   t o   m o d el   t r ai n i n g ,   p r e d i c t i o n s   o f   f u t u r c a p a c i t y   a c r o s s   r e m ai n i n g   c y cl e s   we r e   m a d e ,   e m p h a s i z i n g   th e   s i g n i f i c a n ce   o f   e a r l y - c y c l e   R U L   p r e d i ct i o n   f o r   b a t t e r y   m a n a g e m e n t .   I n   t h i s   s e ct i o n ,   o u r   a t t e n t i o n   s h i f t s   t o wa r d s   s c r u t i n iz i n g   t h e   r e c u r s i v e   p r e d i c t i o n   p e r f o r m a n c a n d   t h e   r o b u s t n e s s   o f   o u r   p r o p o s e d   m e t h o d .   T h e   e x p e r i m e n t s   c o n d u c t e d   a f f i r m   t h e   a b i l i t y   o f   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d   t o   e f f e c t i v e l y   c a p t u r e   t h e   d y n a m i c   n a t u r e   o f   l i t h i u m - i o n   b a t t e r i e s .   E v a l u at i o n   o f   p r e d i c t i o n   p e r f o r m a n c e   w a s   c o n d u c t e d   u s i n g   f o u r   k e y   i n d i c a t o r s :   MA E ,   R ² ,   M AP E ,   a n d   R M S E ,   wi t h   d e t a il e d   r e s u l ts   p r e s e n t e d   i n   T a b l e   2 .   T ab le  2 ,   alo n g   with   Fig u r es  8   an d   9 ,   p r o v id e   co m p r e h en s iv in s ig h in to   th p er f o r m an ce   ev alu atio n   o f   th p r o p o s ed   m et h o d o lo g i es,  all  b ased   o n   th B 0 0 0 6   b atter y ' s   tes tin g   s et  with   id en tical  s tar tin g   p o in ts .   No tab ly ,   MA E ,   MA PE,   a n d   R MSE   v alu es  ass o ciate d   with   th L STM   m eth o d   ar e   n o ta b ly   lo wer   co m p a r ed   t o   th o s o f   t h R NN  an d   GR m eth o d s ,   w h ile  th R ²   v al u es  ar co r r esp o n d in g ly   h ig h e r .   T h ese  f i n d in g s   u n d er s co r e   th co n s id er ab le  en h an ce m en in   R UL   p r ed ictio n   f ac ilit ated   b y   th s u g g ested   ap p r o ac h .   Par ticu lar ly   n o tewo r th y   a r th s ig n if ican im p r o v em e n ts   o b s er v ed   in   M AE   an d   R MSE   m etr ics   as   s h o wn   in   Fig u r 1 0   wh e n   tr an s itio n i n g   f r o m   L STM   to   GR U,   in d icatin g   im p r o v e m en ts   o f   2 9 . 2 an d   1 0 . 8 %,  r esp ec tiv ely .   Su ch   o u tc o m es   h ig h lig h th e   ef f icac y   a n d   s u p er io r ity   o f   th p r o p o s ed   L STM   m eth o d   in   en h a n cin g   p r ed i ctiv ac cu r ac y   a n d   p r ec is io n   f o r   lith iu m - io n   b atte r y   R UL   p r ed ictio n .       T ab le  2 .   R UL   p r e d ictio n   r esu l ts   f o r   B 0 0 0 6   M e t h o d s   S t a r t   p o i n t   M A E   R ²  ( % )   R M S E   M A P E   R N N   80   0 . 0 1 2 8 7   9 4 . 7 0   0 . 0 2 3 2 1   0 . 9 8 1 0   G R U   80   0 . 0 1 2 0 6   9 4 . 8 6   0 . 0 2 2 8 6   0 . 9 4 7 3   LSTM   80   0 . 0 0 8 5 4   9 5 . 9 1   0 . 0 2 0 3 8   0 . 7 8 6 1           Fig u r e   1 0 .   C o m p ar in g   R UL   esti m atio n   r esu lts   b y   MA E   an d   R MSE       3 . 2 . 2 .   Resul t s   a na ly s is   a nd   c o m pa riso n   T h is   s ec tio n   co m p a r es  th ac cu r ac y   o f   R UL   esti m ates  ac r o s s   v ar io u s   m eth o d o lo g ies  f r o m   ex is tin g   liter atu r e.   s in g le  m eth o d s   em er g as  s u f f icien f o r   h a n d lin g   tim s er ies  d ata,   as  s u p p o r t ed   b y   th e   r esu lts   in     T ab le  3   an d   th ac co m p an y in g   an aly s is .   Ad d itio n all y ,   to   o f f er   b r o ad e r   co m p a r is o n   en c o m p ass in g   v ar io u s   n eu r al  n etwo r k   p r ed ictio n   m eth o d o lo g ies,  we  co llate  p er f o r m an ce   r esu lts   f r o m   o th er   s tu d i es  u tili zin g   th s am e   NASA  d ataset  an d   p er f o r m an ce   m etr ics,  alo n g s id e   co m m e n cin g   p r e d ictio n s   f r o m   id e n tical  s tar ti n g   p o in ts .   As   d elin ea ted   in   T a b le  3 ,   th L S T m eth o d   n o ta b ly   o u tp er f o r m s   its   s in g le  co u n ter p ar ts   in   ter m s   o f   ac c u r ac y ,   af f ir m in g   t h ef f icien c y   an d   e f f icac y   o f   L STM   as  ev id en ce d   in   th is   ar ticle.   Sp ec if ically ,   th L STM   m eth o d   d em o n s tr ates  d em o n s tr ab le  r ed u ctio n   i n   MA E   an d   R MSE .   T h cu m u lativ f i n d i n g s   u n d e r s co r th e     0 0.0 1 0.0 2 0.0 3 M A E R M S E e r r o r   v al ue M e t ho ds R N N G R U LST M Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.   1 4 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 5 :   83 - 91   90   h ig h - ac cu r ac y   esti m atio n   ca p ab ilit ies  o f   th p r o p o s ed   L STM   R UL   p r ed ictio n   m eth o d ,   p o s itio n in g   it  as  a   s u p er io r   ch o ice  in   th r ea lm   o f   p r ed ictiv m o d elin g .       T ab le  3 .   R UL   p r e d ictio n   r esu l ts   o f   B 0 0 0 6   f o r   v ar io u s   p a p er s   M e t h o d s   S t a r t   p o i n t   M A E   R M S E   R N N   LSTM   [ 2 4 ]   78     0 . 1 1 3 1   0 . 0 7 8 4   U K F   A U K F   [ 2 2 ]   80   0 . 0 9 9 4   0 . 0 3 7 1   0 . 1 2 7 5   0 . 0 4 8 9   R V M   G M   [ 1 3 ]   80     0 . 0 6 6 7   0 . 0 6 3 4   S V R   [ 1 2 ]   80     0 . 0 4 7 7   LSTM   R N N   [ 2 5 ]   R V M   70     0 . 0 3 1 1   0 . 0 7 9 9   0 . 0 6 8 2   R N N   G R U   LSTM   80   0 . 0 1 2 8 7   0 . 0 1 2 0 6   0 . 0 0 8 5 4   0 . 0 2 3 2 1   0 . 0 2 2 8 6   0 . 0 2 0 3 8       4.   CO NCLU SI O N   I n   co n cl u s io n ,   th is   s tu d y   in tr o d u ce s   th L STM   m eth o d   as  n o v el  ap p r o ac h   f o r   p r ed ictin g   th R UL   o f   lith iu m - io n   b atter ies,  o f f e r in g   s ig n if ican ad v an ce m en ts   o v er   estab lis h ed   m eth o d o lo g ies  s u ch   as  R NN s   an GR U.   L ev er ag in g   d ataset  s o u r ce d   f r o m   NASA,   o u r   p r o p o s ed   ap p r o ac h   u n d e r g o es  r i g o r o u s   ex p er im en tal   v alid atio n ,   a f f ir m in g   its   ex ce p tio n al  p r ed ictiv ca p ab ilit ies  f o r   lith iu m - io n   b atter y   R UL .   E m p ir ical  f in d in g s   u n eq u i v o ca lly   d em o n s tr ate  th s u p er io r   ac cu r a cy   o f   th L STM   m eth o d   co m p a r ed   to   alter n ativ ap p r o ac h es.   T h r o u g h   co m p r eh en s iv e   ev alu atio n   u s in g   f o u r   p er f o r m a n ce   in d ices,  L STM   em e r g es  as  th clea r   f r o n tr u n n er ,   s u r p ass in g   R NN,   G R U,   an d   o th er   co n tem p o r ar y   m eth o d o lo g ies  in   p r e d ictiv ac cu r ac y .   T h ese  r esu lt u n d er s co r t h s ig n if ican ce   o f   o u r   p r o p o s ed   L STM - b ased   ap p r o ac h   in   ad v a n cin g   R UL   p r ed ictio n   m eth o d o l o g ies  f o r   lith iu m - i o n   b atter ies,  with   p r o m is in g   i m p licatio n s   f o r   en h a n cin g   b atter y   m an ag em e n t   p r ac tices a n d   en s u r i n g   o p er ati o n al  ef f icien c y   an d   r eliab ilit y   in   v ar io u s   a p p licatio n s .       RE F E R E NC E   [ 1 ]   Y .   Li   e t   a l . ,   D a t a - d r i v e n   h e a l t h   e st i m a t i o n   a n d   l i f e t i me  p r e d i c t i o n   o f   l i t h i u m - i o n   b a t t e r i e s :   a   r e v i e w ,   Re n e w a b l e   a n d   S u s t a i n a b l e   En e r g y   Re v i e w s ,   v o l .   1 1 3 ,   O c t .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r ser . 2 0 1 9 . 1 0 9 2 5 4 .   [ 2 ]   B .   Zr a i b i ,   M .   M a n so u r i ,   S .   E .   L o u k i l i ,   a n d   S .   B .   A l l a ,   H y b r i d   n e u r a l   n e t w o r k   m e t h o d   f o r   p r e d i c t i n g   t h e   S O H   a n d   R U L   o f   l i t h i u m - i o n   b a t t e r i e s,”   A d v a n c e s   i n   S c i e n c e ,   T e c h n o l o g y   a n d   E n g i n e e r i n g   S y st e m J o u r n a l ,   v o l .   7 ,   n o .   5 ,   p p .   1 9 3 1 9 8 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 2 5 0 4 6 / a j 0 7 0 5 2 0 .   [ 3 ]   J.  Z h u ,   T.   Ta n ,   L .   W u ,   a n d   H .   Y u a n ,   R U p r e d i c t i o n   o f   l i t h i u m - i o n   b a t t e r y   b a se d   o n   i m p r o v e d   D G W O - EL M   me t h o d   i n   a   r a n d o m   d i s c h a r g e   r a t e e n v i r o n me n t ,   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   1 2 5 1 7 6 1 2 5 1 8 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 3 6 8 2 2 .   [ 4 ]   Y .   Zh a n g   a n d   Y . - F .   Li ,   P r o g n o st i c s   a n d   h e a l t h   ma n a g e me n t   o f   Li t h i u m - i o n   b a t t e r y   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   me t h o d s :   a   r e v i e w ,   Re n e w a b l e   a n d   S u st a i n a b l e   En e rg y   R e v i e w s ,   v o l .   1 6 1 ,   J u n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r s e r . 2 0 2 2 . 1 1 2 2 8 2 .   [ 5 ]   F .   A y a d i ,   M .   La h i a n i ,   a n d   N .   D e r b e l ,   K a l ma n   f i l t e r   o b ser v e r   f o r   S o C   p r e d i c t i o n   o f   Li t h i u c e l l s,   A d v a n c e i n   S c i e n c e ,   T e c h n o l o g y   a n d   En g i n e e ri n g   S y s t e m s ,   v o l .   2 ,   n o .   4 ,   p p .   1 8 0 1 8 8 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 2 5 0 4 6 / a j 0 2 0 4 2 4 .   [ 6 ]   J.  Ji a ,   J.  Li a n g ,   Y .   S h i ,   J.   W e n ,   X .   P a n g ,   a n d   J.  Ze n g ,   S O H   a n d   R U L   p r e d i c t i o n   o f   l i t h i u m - i o n   b a t t e r i e s   b a se d   o n   g a u ssi a n   p r o c e s s   r e g r e ss i o n   w i t h   i n d i r e c t   h e a l t h   i n d i c a t o r s,”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 ,   Ja n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 3 0 2 0 3 7 5 .   [ 7 ]   M .   E l ma h a l l a w y ,   T .   El f o u l y ,   A .   A l o u a n i ,   a n d   A .   M .   M a ss o u d ,   A   c o m p r e h e n si v e   r e v i e w   o f   Li t h i u m - i o n   b a t t e r i e m o d e l i n g ,   a n d   st a t e   o f   h e a l t h   a n d   r e ma i n i n g   u sef u l   l i f e t i me   p r e d i c t i o n ,   I E EE  Ac c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   1 1 9 0 4 0 1 1 9 0 7 0 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 2 2 1 1 3 7 .   [ 8 ]   R .   X i o n g ,   B a t t e ry  m a n a g e m e n t   a l g o r i t h m   f o r e l e c t r i c   v e h i c l e s .   S i n g a p o r e :   S p r i n g e r ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 981 - 15 - 0 2 4 8 - 4.   [ 9 ]   B .   Zr a i b i ,   C .   O k a r ,   H .   C h a o u i ,   a n d   M .   M a n so u r i ,   R e m a i n i n g   u sef u l   l i f e   a s sessme n t   f o r   l i t h i u m - i o n   b a t t e r i e u s i n g   C N N - LST M - D N N   h y b r i d   m e t h o d ,   I EEE   T r a n sa c t i o n s   o n   Ve h i c u l a r   T e c h n o l o g y ,   v o l .   7 0 ,   n o .   5 ,   p p .   4 2 5 2 4 2 6 1 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TV T . 2 0 2 1 . 3 0 7 1 6 2 2 .   [ 1 0 ]   R .   R .   R i c h a r d s o n ,   M .   A .   O sb o r n e ,   a n d   D .   A .   H o w e y ,   G a u ss i a n   p r o c e ss re g r e ssi o n   f o r   f o r e c a st i n g   b a t t e r y   st a t e   o f   h e a l t h ,   J o u rn a l   o f   Po w e r   S o u rc e s ,   v o l .   3 5 7 ,   p p .   2 0 9 2 1 9 ,   J u l .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j p o w s o u r . 2 0 1 7 . 0 5 . 0 0 4 .   [ 1 1 ]   Y .   Zh a n g ,   R .   X i o n g ,   H .   H e ,   a n d   M .   G .   P e c h t ,   L o n g   sh o r t - t e r m e mo r y   r e c u r r e n t   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   r e m a i n i n g   u s e f u l   l i f e   p r e d i c t i o n   o f   l i t h i u m - i o n   b a t t e r i e s,”   I E EE  T r a n s a c t i o n o n   V e h i c u l a T e c h n o l o g y ,   v o l .   6 7 ,   n o .   7 ,   p p .   5 6 9 5 5 7 0 5 ,   Ju l .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TV T . 2 0 1 8 . 2 8 0 5 1 8 9 .   [ 1 2 ]   Z.   W a n g ,   S .   Ze n g ,   J.  G u o ,   a n d   T .   Q i n ,   R e ma i n i n g   c a p a c i t y   e s t i m a t i o n   o f   l i t h i u m - i o n   b a t t e r i e b a s e d   o n   t h e   c o n st a n t   v o l t a g e   c h a r g i n g   p r o f i l e ,   PLO S   O N E ,   v o l .   1 3 ,   n o .   7 ,   J u l .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 3 7 1 / j o u r n a l . p o n e . 0 2 0 0 1 6 9 .   [ 1 3 ]   L.   Zh a o ,   Y .   W a n g ,   a n d   J.  C h e n g ,   A   h y b r i d   me t h o d   f o r   r e m a i n i n g   u s e f u l   l i f e   e st i ma t i o n   o f   l i t h i u m - i o n   b a t t e r y   w i t h   r e g e n e r a t i o n   p h e n o m e n a ,   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   9 ,   n o .   9 ,   M a y   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 9 0 9 1 8 9 0 .   [ 1 4 ]   J.  Z h o u ,   D .   Li u ,   Y .   P e n g ,   a n d   X .   P e n g ,   D y n a mi c   b a t t e r y   r e ma i n i n g   u s e f u l   l i f e   e st i m a t i o n :   a n   o n - l i n e   d a t a - d r i v e n   a p p r o a c h ,   i n   2 0 1 2   I EEE  I n t e rn a t i o n a l   I n st r u m e n t a t i o n   a n d   M e a s u rem e n t   T e c h n o l o g y   C o n f e re n c e   Pro c e e d i n g s ,   M a y   2 0 1 2 ,   p p .   2 1 9 6 2 1 9 9 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / I 2 M T C . 2 0 1 2 . 6 2 2 9 2 8 0 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I mp r o vin g   lith iu m - io n   b a tter r elia b ilit th r o u g h   n eu r a n etw o r r ema in in g   u s efu l life    ( B r a h im  Zr a ib i )   91   [ 1 5 ]   Y .   Zh a n g ,   R .   X i o n g ,   H .   H e ,   a n d   Z.   L i u ,   A   LST M - R N N   m e t h o d   f o r   t h e   l i t h u i m - i o n   b a t t e r y   r e ma i n i n g   u s e f u l   l i f e   p r e d i c t i o n ,   i n   2 0 1 7   Pr o g n o s t i c a n d   S y st e m   H e a l t h   M a n a g e m e n t   C o n f e re n c e   ( PH M - H a r b i n ) ,   Ju l .   2 0 1 7 ,   p p .   1 4 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / P H M . 2 0 1 7 . 8 0 7 9 3 1 6 .   [ 1 6 ]   F .   Zh a o ,   Y .   L i ,   X .   W a n g ,   L .   B a i ,   a n d   T.   Li u ,   L i t h i u m - i o n   b a t t e r i e s t a t e   o f   c h a r g e   p r e d i c t i o n   o f   e l e c t r i c   v e h i c l e u s i n g   R N N s - C N N s n e u r a l   n e t w o r k s,   I EE A c c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   9 8 1 6 8 9 8 1 8 0 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 2 9 9 6 2 2 5 .   [ 1 7 ]   M.   S a j j a d   e t   a l . ,   A   n o v e l   C N N - G R U - b a se d   h y b r i d   a p p r o a c h   f o r   s h o r t - t e r m   r e si d e n t i a l   l o a d   f o r e c a st i n g ,   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   1 4 3 7 5 9 1 4 3 7 6 8 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 3 0 0 9 5 3 7 .   [ 1 8 ]   Z.   W a n g ,   N .   L i u ,   C .   C h e n ,   a n d   Y .   G u o ,   A d a p t i v e   se l f - a t t e n t i o n   LST M   f o r   R U p r e d i c t i o n   o f   l i t h i u m - i o n   b a t t e r i e s,”   I n f o rm a t i o n   S c i e n c e s ,   v o l .   6 3 5 ,   p p .   3 9 8 4 1 3 ,   Ju l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i n s. 2 0 2 3 . 0 1 . 1 0 0 .   [ 1 9 ]   X .   S o n g ,   F .   Y a n g ,   D .   W a n g ,   a n d   K . - L.   Ts u i ,   C o m b i n e d   C N N - LST M   n e t w o r k   f o r   st a t e - of - c h a r g e   e st i ma t i o n   o f   l i t h i u m - i o n   b a t t e r i e s ,   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   8 8 8 9 4 8 8 9 0 2 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 2 6 5 1 7 .   [ 2 0 ]   A .   S a x e n a ,   B .   B o l e ,   M .   D a i g l e ,   a n d   K .   G o e b e l ,   P r o g n o s t i c s   f o r   b a t t e r i e s   --   a g i n g   e x p e r i m e n t s   a n d   mo d e l i n g ,   N A S A   B a t t e r y   Wo r k sh o p ,   2 0 1 2 .   [ 2 1 ]   D .   Li u ,   Y .   L u o ,   Y .   P e n g ,   X .   P e n g ,   a n d   M .   P e c h t ,   L i t h i u m - i o n   b a t t e r y   r e ma i n i n g   u sef u l   l i f e   e s t i m a t i o n   b a s e d   o n   n o n l i n e a r   A R   m o d e l   c o m b i n e d   w i t h   d e g r a d a t i o n   f e a t u r e ,   i n   Pr o c e e d i n g o f   t h e   A n n u a l   C o n f e re n c e   o f   t h e   Pr o g n o st i c s   a n d   H e a l t h   Ma n a g e m e n t   S o c i e t y   2 0 1 2 ,   S e p .   2 0 1 2 ,   v o l .   4 ,   n o .   1 ,   p p .   3 3 6 342 ,   d o i :   1 0 . 3 6 0 0 1 / p h mc o n f . 2 0 1 2 . v 4 i 1 . 2 1 6 5 .   [ 2 2 ]   Z.   X u e ,   Y .   Zh a n g ,   C .   C h e n g ,   a n d   G .   M a ,   R e m a i n i n g   u sef u l   l i f e   p r e d i c t i o n   o f   l i t h i u m - i o n   b a t t e r i e w i t h   a d a p t i v e   u n s c e n t e d   k a l ma n   f i l t e r   a n d   o p t i m i z e d   s u p p o r t   v e c t o r   r e g r e ssi o n ,   N e u ro c o m p u t i ng ,   v o l .   3 7 6 ,   p p .   9 5 1 0 2 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u c o m. 2 0 1 9 . 0 9 . 0 7 4 .   [ 2 3 ]   X .   Zh e n g   a n d   H .   F a n g ,   A n   i n t e g r a t e d   u n s c e n t e d   k a l m a n   f i l t e r   a n d   r e l e v a n c e   v e c t o r   r e g r e ssi o n   a p p r o a c h   f o r   l i t h i u m - i o n   b a t t e r y   r e mai n i n g   u sef u l   l i f e   a n d   s h o r t - t e r m   c a p a c i t y   p r e d i c t i o n ,   Re l i a b i l i t y   E n g i n e e ri n g   S y s t e m   S a f e t y ,   v o l .   1 4 4 ,   p p .   7 4 8 2 ,   D e c .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e s s. 2 0 1 5 . 0 7 . 0 1 3 .   [ 2 4 ]   J.  F a n ,   J.  F a n ,   F .   Li u ,   J .   Q u ,   a n d   R .   L i ,   A   n o v e l   mac h i n e   l e a r n i n g   m e t h o d   b a s e d   a p p r o a c h   f o r   l i - i o n   b a t t e r y   p r o g n o s t i c   a n d   h e a l t h   man a g e me n t ,   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   1 6 0 0 4 3 1 6 0 0 6 1 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 4 7 8 4 3 .   [ 2 5 ]   J.  Q u ,   F .   Li u ,   Y .   M a ,   a n d   J.  F a n ,   A   n e u r a l - n e t w o r k - b a se d   me t h o d   f o r   R U p r e d i c t i o n   a n d   S O H   mo n i t o r i n g   o f   l i t h i u m - i o n   b a t t e r y ,   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   8 7 1 7 8 8 7 1 9 1 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 2 5 4 6 8 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        Br a h im   Zr a i b i           re c e iv e d   th e   Li c e n se ' D e g re e   in   e lec tro n ics   a n d   t h e   M a ste r’s   De g re e   in   El e c tro n ics ,   El e c tro tec h n ics ,   Au t o m a ti c s,  a n d   In d u strial  C o m p u ti n g   fro m   th e   F a c u l ty   o S c ien c e Ain   c h o c k ,   Ha ss a n   II  Un iv e rsity ,   Ca sa b lan c a ,   M o ro c c o ,   in   2 0 1 6   a n d   2 0 1 9 ,   re sp e c ti v e ly .   He   re c e iv e d   th e   P h . D.  d e g re e   in   S c ien c e   a n d   Tec h n o lo g y   e x a c tl y   i n   En e r g y   sto ra g e   m a n a g e m e n a n d   li fe sp a n   e stim a ti o n   o f   li t h iu m - i o n   b a tt e ries   b y   m a c h in e   lea rn i n g   (wi th   Ho n s.)  fr o m   t h e   Na ti o n a l   S c h o o l   o f   Ap p li e d   S c ien c e in   Be rre c h id ,   Ha ss a n   F irst  Un iv e rsity ,   M o ro c c o ,   in   2 0 2 3 .   His  re se a rc h   in tere sts  fo c u o n   t h e   li fe ti m e   e stim a ti o n   o li t h iu m - i o n   b a tt e ries ,   m a c h in e   lea rn in g ,   e n e rg y   c o n v e rsi o n ,   a n d   e n e rg y   st o ra g e   sy ste m s.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il b . z ra ib i@u h p . a c . m a .         Mo h a m e d   Ma n so u r i           re c e iv e d   t h e   P h . D.   d e g re e   in   M e c h a n ica En g in e e ri n g   a n d   En g i n e e rin g   S c ien c e fro m   th e   fa c u lt y   o sc ien c e   a n d   tec h n o lo g y ,   Ha ss a n   F irst  Un iv e rsity ,   S e tt a t,   M o r o c c o ,   a n d   fr o m   L’I NS A,  Ro u e n ,   F ra n c e ,   in   2 0 1 3 .   He   is  c u rre n tl y   a   p r o fe ss o r   a n d   re se a rc h e a th e   N a ti o n a S c h o o l   o Ap p li e d   S c ien c e in   Be rre c h id ,   De p a rtme n o El e c tri c a l   En g i n e e rin g   a n d   Re n e wa b le   En e rg ies ,   Re se a rc h   Lab o ra t o ry   o f   An a ly sis  a n d   M o d e li n g   o f   S y ste m a n d   De c isio n   S u p p o rt,   a n d   h e a d   o t h e   re se a rc h   tea m   o M o d e li n g   a n d   sim u latio n   o f   M u lt i p h y s ics   sy ste m s.  His  sc h o la rly   wo r k   h a p ro d u c e d   m o re   th a n   3 0   jo u rn a a n d   c o n fe re n c e   p u b li c a ti o n s.  His   re se a rc h   in tere sts  in c l u d e   m e c h a n o - re li a b i li ty   st u d y ,   i n d u strial  e n g i n e e rin g o p ti m iza ti o n   o f   sh a p e   a n d   re li a b il it y   o p t imiz a ti o n   o f   c o u p led   fl u id - str u c tu re   s y ste m s,  a n d   e n e rg y   st o ra g e   sy ste m s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il m o h a m e d . m a n so u ri@ u h p . a c . m a .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.