مقارنة طرق التنبؤ لشحن بطارية الليثيوم مقارنة طريقة التنبؤ بحالة شحن بطارية الليثيوم (SOC)
ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Dobavljač prijenosnih elektrana
أولاً، حالة الشحن (SOC) بمعنى أن SOC هي stateofcharge، تشير إلى حالة شحن البطارية. من زوايا مختلفة مثل الكهرباء والطاقة وما إلى ذلك، فإن SOC لها مجموعة متنوعة من المعاني المختلفة.
تم استخدام SOC الخاص باتحاد البطاريات المتقدمة في الولايات المتحدة (USABC) على نطاق واسع، أي نسبة السعة المقدرة تحت الطاقة المتبقية ونفس الظروف عند معدل تفريغ معين. صيغة الحساب المقابلة هي: qm، أقصى سعة تفريغ عندما يتم تفريغ البطارية وفقًا للتيار الثابت I؛ Q (in) في وقت T، تطلق البطارية البطارية الموجودة أسفل البطارية تحت البطارية. ثانياً، طريقة التنبؤ بحالة شحن بطارية أيون الليثيوم تعد حالة شحن بطارية أيون الليثيوم واحدة من المعلمات المهمة لنظام إدارة البطارية، ولكنها أيضًا الأساس لاستراتيجية التحكم في الشحن والتفريغ للسيارة بأكملها وعمل توازن البطارية.
ومع ذلك، بسبب تعقيد بطارية الليثيوم أيون نفسها، لا يمكن الحصول على حالتها الممزقة عن طريق القياس المباشر، فقط وفقًا لبعض الخصائص الخارجية للبطارية، مثل المقاومة الداخلية للبطارية، وجهد الدائرة المفتوحة، ودرجة الحرارة، والتيار، وما إلى ذلك. المعلمات ذات الصلة، باستخدام المعلمات ذات الصلة. منحنى مميز أو صيغة حسابية لإكمال عمل التنبؤ بحالة الشحنة.
إن تقدير حالة الشحن لبطارية الليثيوم أيون غير خطي. في الوقت الحاضر، الطريقة الشائعة حاليًا مهمة لتفريغ التجربة، وطريقة جهد الدائرة المفتوحة، ونقاط الأمان، وطريقة ترشيح كالمان، وطريقة الشبكة العصبية، وما إلى ذلك. 1 مبدأ طريقة اختبار التفريغ التجريبي هو جعل البطارية في حالة تفريغ غير منقطعة عند تيار ثابت، وحساب كمية التفريغ عندما يصل التفريغ إلى جهد القطع.
قيمة المعالجة المسبقة لقيمة التيار الثابت ووقت التفريغ المستخدم عند تفريغ قيمة طاقة التفريغ. في كثير من الأحيان تقوم طريقة تجربة التفريغ بتقدير حالة شحن البطارية في ظل ظروف المختبر، كما يستخدم العديد من مصنعي البطاريات أيضًا طريقة التفريغ لاختبار البطارية. ميزتها الكبيرة هي أن الطريقة بسيطة، ودقة التقدير عالية نسبيًا.
كما تم تسليط الضوء على العيب: لا يمكن تحميلها، وتشغل كمية كبيرة من وقت القياس، وعند قياس التفريغ، يجب مقاطعة البطارية، بحيث يتم وضع البطارية في وضع غير متصل بالإنترنت، وبالتالي لا يمكن قياسها عبر الإنترنت. كانت بطارية السيارة الكهربائية أثناء القيادة تعمل في حالة صالحة للعمل، ولم يكن تيار التفريغ ثابتًا، وهذه الطريقة غير قابلة للتطبيق. ومع ذلك، يمكن استخدام طريقة تجربة التفريغ في تحديد نموذج إصلاح البطارية والمعلمات.
2 طريقة جهد الدائرة المفتوحة تكون البطارية مستقرة نسبيًا بعد فترة طويلة، كما أن العلاقة الوظيفية بين جهد الدائرة المفتوحة وحالة شحن البطارية مستقرة نسبيًا أيضًا. إذا كنت تريد الحصول على قيمة حالة شحن البطارية، فأنت تحتاج فقط إلى قياس جهد الدائرة المفتوحة عند كلا طرفي البطارية، والحصول على المعلومات المقابلة مقابل منحنى OCV-SOC. تتمثل ميزة طريقة جهد الدائرة المفتوحة في التشغيل البسيط، حيث يتم ببساطة قياس قيمة جهد الفتح من خلال خريطة منحنى التحكم المميزة للحصول على قيمة حالة الشحن.
ومع ذلك، هناك العديد من العيوب: أولاً وقبل كل شيء، من أجل الحصول على قيم دقيقة، يجب أن يجعل جهد البطارية في حالة مستقرة نسبيًا، ولكن غالبًا ما يُسمح للبطارية بالوقوف لفترة طويلة، بحيث لا يمكن تلبية متطلبات المراقبة في الوقت الفعلي. سيارة كهربائية تتوقف لوقت طويل. عندما تكون نسبة شحن البطارية مختلفة، نظرًا لأن تقلبات التيار تغير جهد فتح البطارية، فإن جهد الدائرة المفتوحة لمجموعة البطارية غير متسق، بحيث يكون هناك انحراف كبير بين الطاقة المتبقية المتوقعة والطاقة المتبقية الفعلية للبطارية.
3 لا يأخذ قانون AmateThe Points France Integral في الاعتبار استخدام الجزء الداخلي من البطارية، وفقًا لبعض الميزات الخارجية للنظام، مثل التيار والوقت وتعويض درجة الحرارة، وما إلى ذلك، عن طريق دمج الوقت والتيار، وفي بعض الأحيان إضافة بعض التعويضات يتم حساب العامل لحساب إجمالي كمية الطاقة المتدفقة خارج البطارية لتقدير حالة شحن البطارية. في الوقت الحاضر، يتم استخدام وقت التشغيل على نطاق واسع في أنظمة إدارة البطارية.
صيغة حساب طريقة نقاط الأمان هي كما يلي: الصيغة، SOC0 هي القيمة الكهربائية الأولية لحالة شحن البطارية؛ CE هي السعة المقدرة للبطارية؛ i (t) هو تيار الشحن والتفريغ للبطارية في وقت T؛ T هو وقت الشحن والتفريغ؛ η هو معامل معدل الشحن والتفريغ، ويسمى معامل كفاءة كولين، والذي يمثل تبديد الطاقة للبطارية داخل البطارية أثناء عملية الشحن والتفريغ، والذي يعتمد عمومًا على عامل التكبير وتصحيح درجة الحرارة للشحن والتفريغ. تتمثل ميزة قانون التكامل الآمن في أن قيود البطارية نفسها صغيرة نسبيًا، وطريقة الحساب بسيطة وموثوقة، ويمكنها إجراء تقدير في الوقت الفعلي لحالة شحن البطارية. العيب هو أنه بسبب اكتشاف طريقة القياس الآمن في التحكم، إذا لم تكن دقة جمع التيار عالية، فإن حالة الشحنة الأولية المعطاة لها خطأ معين، مع تمديد وقت تشغيل النظام، سوف يتراكم الخطأ تدريجيًا، وبالتالي يؤثر على نتيجة التنبؤ بحالة الشحن.
وبما أن طريقة نقاط الأمان يتم تحليلها فقط من الخصائص الخارجية، فهناك خطأ معين في الارتباط المتعدد. ومن الممكن ملاحظة ذلك من صيغة حساب طريقة نقاط الأمان، حيث أن الطاقة الأولية للبطارية لها تأثير كبير على دقة نتائج الحساب. من أجل تحسين دقة قياس التيار، يتم عادةً قياس أجهزة استشعار التيار عالية الأداء، ولكن يتم زيادتها.
ولتحقيق هذه الغاية، طبق العديد من العلماء طريقة جهد الدائرة المفتوحة، بينما طبقوا طريقة التكامل الآمن للتطبيق، جنبًا إلى جنب مع كليهما. يتم استخدام طريقة جهد الدائرة المفتوحة لتقدير حالة الشحن الأولية للبطارية، ويتم استخدام طريقة التصحيح المتكاملة في الوقت الفعلي وإضافة عوامل التصحيح لتحسين دقة الحساب. 4 طريقة تصفية كالمان خوارزمية تصفية كالمان هي تقدير مكافئ أدنى لنظرية مساحة حالة المجال الزمني، والتي تنتمي إلى فئة التقدير الإحصائي، والماكرو هو تقليل وإزالة تأثير الضوضاء على إشارة المراقبة.
النواة هي الأفضل. يُقدَّر أن مدخلات النظام صالحة لمتغيرات الحالة على أساس الفرضية. المبدأ الأساسي لهذه الخوارزمية هو استخدام نموذج مساحة الحالة للضوضاء والإشارة كنموذج خوارزمي، وعند القياس، يتم أخذ القيمة المرصودة للوقت الحالي والقيمة المقدرة للوقت السابق، وتحديث تقدير متغير الحالة.
تتنبأ خوارزمية تصفية كارمان بحالة شحن بطارية أيون الليثيوم، وتستخدم قيمة الجهد المقاسة لتصحيح قيمة التنبؤ الأولي. تتمثل ميزة طريقة تصفية كالمان في أن الكمبيوتر مناسب للمعالجة التشغيلية للبيانات في الوقت الفعلي، ونطاق التطبيق الواسع، ويمكن استخدامه للأنظمة غير الخطية، وله تأثير جيد على التنبؤ بحالة الشحن للمركبات الكهربائية أثناء القيادة. إن عيب طريقة تصفية كالمان هو أن دقة نموذج البطارية تعتمد على تحسين دقة ودقة نتائج توقعات الخوارزمية وإنشاء نموذج بطارية موثوق به.
بالإضافة إلى ذلك، فإن خوارزمية طريقة تصفية كالمان أكثر تعقيدًا، وبالتالي فإن كمية حسابها كبيرة نسبيًا، ولديها أداء عالٍ للمشغل. 5 الغرض من الشبكة العصبية للشبكة العصبية هو تقليد سلوك الذكاء البشري، من خلال البنية المتوازية والقدرة القوية على التعلم للحصول على التعبير عن البيانات، ويمكن أن تعطي استجابة الإخراج المقابلة عندما تكون متحمسة خارجيًا، وجعل رسم الخرائط غير الخطية جيدًا. يتم تطبيق مبدأ طريقة الشبكة العصبية على حالة بطارية أيون الليثيوم على النحو التالي: يتم استخدام البيانات الخارجية مثل عدد كبير من الفولتية المقابلة والتيارات وبيانات حالة شحن البطارية كعينة تدريب، والاتجاه الأمامي للمعلومات في الشبكة العصبية نفسها.
الانتشار العكسي لانتشار ونقل الخطأ والتدريب المتكرر والتعديل، عندما تصل حالة الشحن المتوقعة إلى نطاق الخطأ لمتطلبات التصميم، عن طريق إدخال بيانات جديدة للحصول على قيمة التنبؤ بحالة الشحن للبطارية. يمكن تقدير ميزة طريقة الشبكة العصبية لتقدير الحالة الإيجابية للبطاريات المختلفة. فهو قابل للتطبيق على نطاق واسع.
لا تقم بإنشاء نموذج رياضي محدد. لا تأخذ في الاعتبار التغيرات الكيميائية المعقدة في البطارية، فقط اختر العينة المناسبة، وأنشئ نموذج شبكة عصبية أفضل، كلما زادت بيانات العينة، زادت دقة تقديرها؛ من الممكن تحديد حالة شحن البطارية في أي وقت. إن العيب في طريقة الشبكة العصبية هو أن الدقة وسعة العينة وتوزيع العينات لعينات البيانات وسعة العينة وتوزيع العينات وطرق التدريب تتأثر بشكل كبير ببطارية البطارية.
ثالثًا، تلخيص هذه الورقة لتقديم مقدمة بسيطة لطريقة التنبؤ الحالية للعديد من شحنات بطاريات الليثيوم أيون المهمة، وتحليل مزاياها وعيوبها بالتفصيل. في الوقت الحاضر، لا تزال طريقة التكامل هي طريقة التنبؤ بالحالة الإيجابية الأكثر تطبيقًا. ومع ذلك، بسبب القيود المفروضة على نقاط الأمان لنقطة الأمان، يتم إكمالها في كثير من الأحيان بطرق أخرى مثل جهد الدائرة المفتوحة وطرق أخرى لاختبار الشحنة الأولية لبطارية ليثيوم أيون.
من منظور اتجاهات التطوير، أصبحت عوامل التنبؤ بحالة شحن بطارية الليثيوم أيون شاملة بشكل متزايد، وغالبًا ما تكون طرق التنبؤ المستخدمة عبارة عن تطبيق شامل لعدة طرق، مما يجعل نتائج التنبؤ أكثر دقة. علاوة على ذلك، يتم حاليًا تطوير نموذج الدائرة المكافئة لبطارية الليثيوم أيون، وهو أقرب إلى الفعلي، بحيث يتم تحسين دقة التنبؤ بالكهرباء المشحونة بشكل أكبر.
iFlowPower is a leading manufacturer of renewable energy.
