基于 AI MCU M55M1預測鋰電池SOC、SOH和剩余壽命

端側AI MCU在預測鋰電池SOC、SOH 和剩余壽命的需求

在當今數字化時代，電池作為各種電子設備和交通工具的 “能量心臟”，其性能和壽命直接關系到我們生活的方方面面。常常困惑，為何手機電量看似充足，卻突然自動關機？為何電動汽車的續航里程總是難以達到預期？這些問題的根源，在于我們難以精準掌握電池的真實狀態。而如今，AI 技術的飛速發展，為解決這一難題帶來了解決方案，新唐M55M1憑借算法精準洞察電池的剩余電量（SOC）、健康狀態（SOH）和剩余壽命（RUL）。

這一利用端側AI應用不僅有望徹底消除我們的續航焦慮，還將引領新能源汽車、儲能電站等領域的電池管理邁入智能化的嶄新時代。

基于 M55M1 端側 AI 模型介紹

用端側AI估算的特點是，可以不依賴人工經驗，把整段充電電壓曲線直接輸入，M55M1結合以下深度學習模型可以估算SOC、SOH 和剩余壽命

1. LSTM （長短期記憶網絡）

這是電池領域用得最多的。 因為電池數據是時間序列（Time Series）。昨天的SOH影響今天的SOH，這一秒的電壓受上一秒影響。 LSTM天生就是為了處理這種“有記憶”的數據設計的。它可以記住幾百個采樣點之前的狀態，非常適合捕捉長期的老化趨勢。

2. CNN（卷積神經網絡）

把充電過程的“電壓-容量曲線”看作一張二維圖片，或者把多通道數據（電壓、電流、溫度）看作一張RGB圖像，CNN就能派上用場。 它最擅長提取局部特征，比如前面提到的IC曲線上的微小特征峰，人眼可能看不清，CNN的卷積核能掃出來。

M55M1 介紹和核心優勢

M55M1作為新唐科技推出的AI MCU，在電池健康狀態(SOH)預測領域展現出獨特優勢，主要通過其強大的端側AI處理能力實現精準、高效的電池健康管理。

新唐 M55M1 資源

M55M1 選型表

M55M1 在電池 SOH 預測中的核心優勢

1. 強大的AI處理能力

M55M1搭載Arm Cortex-M55 CPU和Ethos-U55 NPU，主頻高達220MHz，提供110 GOPS的算力，能夠高效運行復雜的機器學習模型，如LSTM、CNN等，這些模型在電池SOH預測中表現優異。其NPU專為AI推理優化，可本地運行INT8量化的模型，實現低延遲(<100ms)的實時預測。

2. 豐富的數據采集接口

M55M1配備2組12位5 MSPS SAR ADC和2組12位1 MSPS緩沖DAC，可高精度采集電池的電壓、電流和溫度數據，這些是SOH預測的關鍵輸入參數。同時支持多種通信接口(UART、SPI、I2C等)，便于與電池管理系統(BMS)無縫集成。

3. 低功耗特性

工作電壓范圍為1.6V-3.6V，工作溫度范圍-40°C至+105°C，特別適合電池供電的嵌入式應用場景。其端側AI處理能力避免了云端依賴，大幅降低系統功耗，延長設備續航。

M55M1 實現電池 SOH 預測的技術路徑

1. 數據采集與預處理

M55M1通過ADC實時采集電池充放電過程中的電壓、電流和溫度數據，利用內置的DSP功能進行濾波和特征提取。研究表明，這些基礎數據是SOH預測的基石，特別是電壓-容量曲線特征與電池健康狀態高度相關。

2. 特征工程與模型部署

o 特征提取：M55M1可計算關鍵健康指標(HI)，如充電時電壓從3.5V升至4.2V的時間(TIECVD)、放電時電壓從3.8V降至3.6V的時間(TIEDVD)等。

o 模型部署：支持TensorFlow Lite Micro架構，可部署經過優化的機器學習模型，如LSTM、CNN等，這些模型在SOH預測中表現出色，誤差可控制在4%左右（NASA公開數據集）。

3. 實時SOH預測與反饋

M55M1基于采集數據和預訓練模型實時計算電池SOH值，并通過通信接口將結果反饋給BMS。當檢測到SOH低于安全閾值(通常為80%)時，可觸發預警或調整充放電策略，有效延長電池壽命。

M55M1 在電池 SOH 預測中的實際應用

1. 智能電池管理系統

M55M1可作為BMS的核心控制器，實時監測電池健康狀態，預測剩余壽命。例如，通過分析電池充放電曲線的特征變化，準確評估磷酸鐵鋰電池的SOH，避免"續航縮水"問題。

2. 電動汽車與儲能系統

在新能源汽車領域，M55M1可集成到車載系統中，提供精準的電池健康評估，幫助車主了解電池真實狀態，避免購買"健康度虛標"的二手車20。在儲能系統中，可優化充放電策略，延長電池使用壽命。

3. 消費電子產品

在手機、筆記本電腦等設備中，M55M1可實現更精準的電量管理，提供真實的電池健康度信息，幫助用戶調整充電習慣，避免頻繁快充導致的電池加速老化。

如果你對端側 AI 技術通過深度學習等算法，評估鋰電池 SOH 和 SOC, 剩余壽命開發有興趣，歡迎與新唐聯系。