طريقة تقدير SOC للبطارية الديناميكية؟

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Mpamatsy tobin-jiro portable

منذ تطوير تكنولوجيا البطاريات، ظهرت بالفعل العديد من الطرق المستخدمة لتقدير SOC. لا توجد سوى طرق التكامل الحالية التقليدية، ومقاومة البطارية الداخلية، وطرق اختبار التفريغ، وطرق جهد الدائرة المفتوحة، وجهد الحمل، وطرق تصفية كالمان الأكثر ابتكارًا. نظرية المنطق الضبابي والشبكات العصبية، وما إلى ذلك.

إنها حاليًا واحدة من أكثر طرق تقدير SOC شيوعًا في مجال نظام إدارة البطارية، وجوهرها هو تقدير SOC للبطارية عن طريق تجميع أو تفريغ الكهرباء عن طريق تجميع أو تفريغ الكهرباء عن طريق تجميع أو تفريغ. وفي الوقت نفسه، وفقا لمعدل التفريغ ودرجة حرارة البطارية. تعويض معين عن تكلفة الإنتاج المتوقعة.

إذا تم تعريف البطارية على أنها SOCT0 عندما تكون البطارية في الحالة الأولية للشحن والتفريغ، فإن سعة البطارية المتبقية SOC بعد T هي: q، Q هي السعة المقدرة للبطارية، و N هي كفاءة الشحن والتفريغ، وتسمى أيضًا كفاءة كولومب، وقيمتها يتم تحديد معدل شحن وتفريغ البطارية، I هو تيار T. الطريقة المتكاملة الحالية بسيطة وموثوقة نسبيًا مقارنة بطرق تقدير SOC الأخرى، ويمكن تقدير قيمة SOC للبطارية بشكل ديناميكي، وبالتالي يتم استخدامها على نطاق واسع. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لها أيضًا قيدان: أولاً، تتطلب طريقة التكامل الحالي قيمة SOC الأولية للبطارية مقدمًا، وتجمع بدقة التيار المتدفق إلى البطارية أو خارجها، من أجل جعل خطأ التقدير صغيرًا قدر الإمكان؛ ثانيًا، تعتمد هذه الطريقة فقط على الميزة الخارجية للبطارية، ويتم تجاهل معدل التفريغ الذاتي للبطارية، ودرجة الشيخوخة، ونسبة الشحن والتفريغ لـ SOC للبطارية إلى حد ما.

يمكن أن يؤدي الاستخدام طويل الأمد أيضًا إلى توسيع خطأ القياس، لذلك من الضروري إدخال معاملات التصحيح ذات الصلة لتصحيح أخطاء التراكم. (2) طريقة اختبار التفريغ: طريقة اختبار التفريغ هي تفريغ تيار مستمر حتى يتم قطع جهد البطارية، وضرب الوقت المستخدم في عملية التفريغ هذه بقيمة حجم تيار التفريغ، أي السعة المتبقية للبطارية. تستخدم هذه الطريقة بشكل عام كطريقة معايرة لـ SOC للبطارية أو في الصيانة المتأخرة للبطارية، وهي بسيطة وموثوقة نسبيًا، والنتيجة دقيقة نسبيًا دون معرفة قيمة SOC للبطارية.

كل ذلك بفعالية. ومع ذلك، هناك عيبان في طريقة اختبار التفريغ: أولاً، تحتاج عملية اختبار هذه الطريقة إلى الكثير من الوقت؛ ثانياً، عند استخدام هذه الطريقة، من الضروري إزالة البطارية المستهدفة من السيارة الكهربائية، لذلك لا يمكن استخدام الطريقة لحساب طاقة البطارية في حالة العمل. (3) تعتمد طريقة جهد الدائرة المفتوحة على العلاقة المتغيرة بين جهد فتح البطارية وOCVOTAGE (OCV) وتركيز أيونات الليثيوم الداخلية للبطارية، وتناسب بشكل غير مباشر العلاقة المقابلة بينها وبين SOC البطارية.

عند إجراء التشغيل الفعلي، من الضروري تفريغ البطارية بعد ملء البطارية بنسبة تفريغ ثابتة (عادةً 1c) حتى يتوقف التفريغ، ويتم الحصول على العلاقة بين OCV وSOC وفقًا لعملية التفريغ. عندما تكون البطارية في حالة تشغيل فعلية، يمكن الحصول على SOC الحالية للبطارية من خلال العثور على جدول العلاقات OCV-SoC وفقًا لقيمة الجهد في كلا طرفي البطارية. على الرغم من أن الطريقة فعالة للبطاريات المختلفة، إلا أنها تحتوي أيضًا على عيوب ذاتية: أولاً، يجب السماح للبطارية المستهدفة بالوقوف لأكثر من ساعة واحدة قبل قياس OCV، وبالتالي توزيع المنحل بالكهرباء الداخلي في البطارية بشكل موحد للحصول على جهد نهاية مستقر؛ ثانيًا، تكون البطارية في درجات حرارة مختلفة أو أثناء عمر مختلف، على الرغم من أن الدائرة المفتوحة هي نفسها، إلا أن SOC الفعلي قد يختلف، ولا يتم ضمان دقة نتيجة القياس تمامًا عند الاستخدام طويل الأمد لهذه الطريقة.

لذلك، فإن طريقة جهد الدائرة المفتوحة هي نفسها طريقة اختبار التفريغ، ولا تنطبق على تقدير SOC للبطارية العاملة. (4) طريقة تصفية كالمان طريقة تصفية كالمان هي نوع جديد من البيانات الانحدارية الذاتية المحسّنة التي تم تصفيتها في "الإنجازات الجديدة في نظرية الترشيح والتنبؤ الخطي" في الستينيات. خوارزمية.

جوهر الخوارزمية هو أنه يمكن تحسين حالة النظام الديناميكي المعقد لحالة النظام الديناميكي المعقد وفقًا لمبدأ الحد الأدنى للمتوسط. ستكون الأنظمة الديناميكية غير الخطية خطية في نموذج فضاء الحالة للنظام في طريقة تصفية كالمان. عند التطبيق الفعلي، يتم تحديث النظام بالقيمة الملحوظة للوقت الحالي، متبوعة بالقيمة الملحوظة للوقت الحالي.

وضع "التوقع - القياس - التصحيح"، الذي يزيل الانحراف والتداخل العشوائي للنظام. عندما يتم تقدير SOC لمجموعة نقل الحركة باستخدام طريقة تصفية كالمان، يتم تحويل البطارية إلى نموذج مساحة الحالة في شكل نظام طاقة، ويصبح SOC متغير حالة داخل النموذج. النظام القائم هو نظام خطي منفصل.

نظرًا لأن طريقة تصفية كالمان لا تقوم فقط بتصحيح الخطأ الأولي للنظام، بل يمكنها أيضًا قمع ضوضاء النظام بشكل فعال، وبالتالي هناك قيمة تطبيقية كبيرة في تقدير SOC لبطاريات طاقة المركبات الكهربائية في ظروف التشغيل. ومع ذلك، فإن الطريقة موجودة أيضًا عيبان من نقطتين: أولاً، تقدر طريقة تصفية كالمان دقة SOC تعتمد إلى حد كبير على دقة نموذج البطارية، وخصائص العمل نفسها هي بطارية طاقة غير خطية للغاية، في طريقة تصفية كالمان بعد الخطية، من المحتم ألا يكون هناك خطأ، وإذا تم إنشاء النموذج، فإن النتيجة المقدرة ليست بالضرورة موثوقة؛ ثانيًا، الطريقة المعنية معقدة للغاية، ومقدار الحساب كبير للغاية، وفترة الحساب المحسوبة أطول، ومتطلبات أداء الأجهزة. (5) طريقة الشبكة العصبية طريقة الشبكة العصبية هي طريقة محاكاة للدماغ البشري وخلاياه العصبية المستخدمة للتعامل مع نوع جديد من الخوارزميات للأنظمة غير الخطية.

لا يتطلب الأمر بحثًا متعمقًا للهيكل الداخلي للبطارية، فقط استخراج عدد كبير من خصائص العمل من البطارية المستهدفة مسبقًا. أدخل قيمة SOC في التشغيل من العينة الناتجة وأدخلها في النظام الذي تم إنشاؤه باستخدام الطريقة. تعتبر الطريقة بسيطة نسبيًا في المعالجة اللاحقة، أي أنها يمكنها تجنب خطأ طريقة تصفية كالمان بشكل فعال لجعل نموذج البطارية خطيًا، ويمكنها الحصول على المعلمات الديناميكية للبطارية في الوقت الفعلي.

ومع ذلك، فإن حجم العمل المسبق لطريقة الشبكة العصبية كبير نسبيًا، ويتطلب تدريب النظام عددًا كبيرًا من بيانات العينة المستهدفة الأكثر شمولاً. إن طريقة تدريب البيانات والتدريب تؤثر بشكل كبير على دقة تقدير SOC. بالإضافة إلى ذلك، في ظل التأثير المعقد لدرجة حرارة البطارية ونسبة التفريغ الذاتي وشيخوخة البطارية، يتم استخدام الطريقة لتقدير قيمة SOC لنفس مجموعة البطاريات لفترة طويلة، وستكون دقتها أيضًا خصمًا كبيرًا.

لذلك، هذه الطريقة ليست شائعة جدًا في عمل تقدير SOC لبطارية الطاقة.