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CALCE 数据集介绍

电芯

电化学

电池

电芯电化学电池

GavinYi

发布于 2023-09-01

推荐镜像 :Basic Image:bohrium-notebook:2023-04-07

推荐机型 :c2_m4_cpu

数据集

CS2-8(v1)

CALCE数据集

先进生命周期工程中心(CALCE)电池数据集对各种LCO/石墨电池进行了实验循环测试[数据链接]。这些数据集托管在他们的网站上，使用这些数据应该引用相应的出版物。数据按单元格规范分组，并不是给定规范的所有数据都来自同一出版物。我们在这里提供了数据集的简要描述，完整的实验描述请参见网站上的描述和相关论文。

除此他们还收集了其他来源的数据集，一并放入下表当中。

代码

文本

内容\数据集	INR 18650-20R Battery	A123 Battery	CS2 Battery	CX2 Battery	PL Sample	Storage Data & Test Description	Accelerated Testing Data	Anomaly Detection Data
体系	NMC	LFP	LCO	LCO	LCO	---------	LCO	NMC
文件信息	1.低电流OCV（初始容量，0℃、25℃、45℃下的OCV） 2.增量电流OCV（初始容量，0℃、25℃、45℃下的OCV） 3.动态曲线示意图（初始容量，0℃、25℃、45℃下四种测试）	1.低电流OCV（初始容量，-10℃-50℃下的OCV） 2.动态曲线示意图（初始容量，-10℃-50℃下三种测试）	多种恒流充放电策略的电压V、电流I循环数据	多种恒流充放电策略的电压V、电流I循环数据	不同荷电状态的循环数据	不同荷电状态、温度的容量、阻抗测试数据	不同温度、充放电速率、充电截止电压的容量、循环数据	用于可靠性测试的容量数据
文件类型	均为.xls文件	.xlsx文件	.txt文件	.txt文件	.xlsx文件	---------	---------	.mat文件

代码

文本

[2]

import numpy as np

import pandas as pd

import matplotlib.pyplot as plt

import os

代码

文本

CS2数据集

CALCE保存了15个LCO柱状CS2细胞的数据，按实验条件(和出版)分为“1型”到“6型”。“1型”和“2型”伴随一篇论文，“3型”到“6型”伴随另一篇论文。“1型”电池由4个0.9 Ah的电池组成，“2型”电池由4个1.1 Ah的电池组成，“3型”到“6型”电池由1到2个1.1 Ah的电池组成。这些电池是在室温(23°C)下循环的，实验研究了不同深度和范围的部分充放电，以及不同的C速率影响。

该数据集以Excel或.txt格式提供电池周期记录器日志，其中包含电流、电压、放电/充电容量和能量、内阻和阻抗的测量值。对于每个单元，有多个文件，每个文件包含多个周期的数据；这些文件是根据它们被记录的日期命名的，在使用这些数据之前需要进行预处理。记录数据直到电池(至少)超过其使用寿命(EOL)，80% SOH，“1型”电池的数据循环少于200次，其他电池的数据循环约为800次。

代码

文本

[4]

file_path = '/bohr/CS2-8-atiw/v1/CS2_8/CS2_8_4_8_10.txt'

data = pd.read_csv(file_path, sep= '\t') # 使用适当的分隔符

data.iloc[400] #选取一个切片

Time                  395.098567
Status code             8.000000
Status category         3.000000
Status color            3.000000
Pgm code                0.000000
Pgm step                1.000000
Pgm para                2.000000
Pgm cycle               2.000000
mV                   4204.000000
mA                    343.000000
Temperature            25.000000
Duration            23706.000000
Charge count            3.000000
Discharge count         1.000000
Capacity               99.000000
Analog input 1          0.000000
Analog input 2          0.000000
Analog input 3          0.000000
Analog input 4          0.000000
Digital input 1         0.000000
Digital input 2         0.000000
Digital input 3         0.000000
Digital input 4         0.000000
Digital output 1        0.000000
Digital output 2        0.000000
Digital output 3        0.000000
Digital output 4        0.000000
Analog output 1         0.000000
Analog output 2         0.000000
Unnamed: 29                  NaN
Name: 400, dtype: float64

代码

文本

txt文件中包括了很多信息，Time、Status code、Status category、Status color、Pgm code（电化学实验程序编号）、Pgm step（电化学实验过程中的步骤顺序）、Pgm para（电压、电流、时间等变量）、Pgm cycle（实验循环的次数），这些信息是电化学测量仪器根据人工选择确定的。

之后是由程序控制测量得到的电压、电流、温度、容量等信息。最后是信号处理相关信息。

Analog input 1-4（模拟输入）：表示从电化学设备接收到的模拟信号数据，可能是电压、电流或其他与电化学反应相关的物理量。这些输入通常是连续的模拟信号，用于实时监测和记录实验过程中的变化。
Digital input1-4（数字输入）：表示从电化学设备接收到的数字信号数据，可能是开关状态、计数值等离散的数据。这些输入通常用于控制实验过程或者与其他设备通信。
Digital output1-4（数字输出）：表示发送给电化学设备的数字信号数据，用于控制实验过程中的开关、阀门等设备。这些输出通常用于实现设备之间的联动控制。
Analog output1-4（模拟输出）：表示发送给电化学设备的模拟信号数据，可能是设定的电压、电流等与电化学反应相关的物理量。这些输出通常用于控制实验过程中的电化学反应条件。

代码

文本

[6]

x_t = data.loc[0:1300, 'Time']

y_v = data.loc[0:1300, 'mV']

y_i = data.loc[0:1300, 'mA']

# 绘制连线图

fig, axs = plt.subplots(1, 2, figsize=(8, 4), layout='constrained')

axs[0].plot(x_t, y_v)

axs[0].set_title('V-t')

axs[0].set_xlabel('time')

axs[0].set_ylabel('Voltage')

axs[1].plot(x_t, y_i)

axs[1].set_title('I-t')

axs[1].set_xlabel('time')

axs[1].set_ylabel('Current')

# 显示图表

plt.show()

代码

文本

容量衰减曲线

在18000-22000s时停止检测

代码

文本

[11]

x_t = data.loc[:, 'Time']

y_cap = data.loc[:, 'Capacity']

plt.plot(x_t, y_cap)

# 设置x和y轴的标签

plt.xlabel('Time')

plt.ylabel('Capacity')

plt.show()

代码

文本

电芯

电化学

电池

电芯电化学电池

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