ما هي طريقة التنبؤ بالسعة المتبقية للبطارية؟

Author: Iflowpower - Fornitur Portable Power Station

نظرًا لحجمها الصغير، وقدرتها على مقاومة الانفجار، وثبات الجهد، وعدم التلوث، ووزنها الخفيف، وأداء التفريغ العالي، وصيانة صغيرة، وسعرها المنخفض، وما إلى ذلك، فهي مفضلة لدى مختلف الصناعات، وتستخدم على نطاق واسع في البريد، والكهرباء، والنقل، والفضاء، والإضاءة الطارئة، والاتصالات، وما إلى ذلك. أصبحت بطاريات VRLA أحد المكونات الرئيسية للنظام، ويرتبط تشغيلها الآمن والموثوق به بشكل مباشر بالتشغيل الموثوق للجهاز بأكمله.

ومع ذلك، أثناء الاستخدام، نظرًا لأنه لا يمكن التنبؤ بالقدرة المتبقية بدقة، فإن الحادث يسبب الحادث، والسوق الثقيلة هي مأساة. لذلك، يجب إنشاء نظام إدارة بطارية صالح للتنبؤ بدقة بالسعة المتبقية للبطارية، وهي المهمة الأكثر أساسية والأكثر أهمية في نظام إدارة البطارية [1] [2]. في الوقت الحاضر، يتم استخدامه بشكل عام في الصين والخارج للإشارة إلى السعة المتبقية للبطارية.

SOC هي معلمة مهمة تعكس بشكل مباشر قدرة إمداد الطاقة المستدامة وصحة البطاريات. نظرًا لأن بطاريات VRLA لها أنواع واستخدامات وبيئات خارجية مختلفة، فإن SOC لها العديد من العوامل المؤثرة، لذلك يتم التنبؤ بها من خلال طرق مختلفة، كما أن طراز البطارية المستخدم ليس هو نفسه. يمكن تقسيم طريقة نمذجة البطارية العامة إلى فئتين رئيسيتين: الأولى هي طريقة النمذجة الفيزيائية؛ والثانية هي طريقة نمذجة تحديد النظام وتقدير المعلمات [3].

2 تتنبأ طريقة النمذجة الفيزيائية بطريقة اختبار التفريغ SOC2.1، حيث تعد طريقة اختبار التفريغ طريقة تقدير SOC الأكثر موثوقية. يتم تفريغ البطارية بشكل مستمر إلى نقطة الصفر SOC المحددة مسبقًا، وحاصل ضرب تيار التفريغ والوقت هو السعة المتبقية.

تُستخدم طريقة اختبار التفريغ بشكل أساسي في مختبرات الحوسبة لقياس كفاءة شحن حزمة البطارية، وفحص دقة تقدير SOC أو صيانة البطارية، وهي مناسبة لجميع البطاريات. ومع ذلك، هناك عيبان واضحان: (1) يتطلب الكثير من الوقت والجهد؛ (2) يجب مقاطعة العمل على البطارية، مما يجعل التنبؤ عبر الإنترنت في الوقت الحقيقي غير ممكن. بالنسبة للبطاريات الاحتياطية الثابتة، من الضروري اتباع هذه الطريقة في المناسبات المهمة.

أثناء فترة التفريغ، يعمل النظام بدون بطاريات احتياطية، وبمجرد حدوث مشكلة في الطاقة الرئيسية أو انقطاع التيار الكهربائي، سيتم شلل النظام بأكمله. خسارة بلا حادث. الوثيقة [4] تصف طريقة اختبار التفريغ والاحتياطات، ولكنها تتطلب الكثير من التشغيل اليدوي؛ تستخدم الأدبيات [5] نظام مراقبة بيئة الطاقة لتحقيق إدارة اختبار التفريغ لحزمة البطارية، وتوفير الوقت والكفاءة، ولكن الدقة منخفضة للغاية.

لا يمكن تحديد أداء حزمة البطارية إلا دون تقدير السعة المتبقية بدقة. 2.2 طريقة قياس Ambar الفعلية هي الطريقة الأكثر شيوعًا لتقدير SOC، وصيغة الحساب هي: (1) حيث SOC0 هو وقت بدء الشحن والتفريغ، وCN هي السعة المقدرة، وη هي كفاءة الشحن والتفريغ وليست ثابتة (من المفترض أن يكون اتجاه تيار الشحن موجبًا، واتجاه تيار التفريغ سالبًا)، وSOC هي حالة الشحن في الوقت الحالي.

سلامة سلامة السلامة هي صندوق أسود يُعتقد أنه له علاقة متناسبة معينة مع كمية الكهرباء التي تتدفق من البطارية، بغض النظر عن هيكل وخصائص البطارية الكهربائية الخارجية، لذلك فإن هذه الطريقة مناسبة لمختلف أنواع البطاريات. كما يمكن أن نرى من نفس المعادلة (1)، فإن المشاكل الموجودة في التطبيق: (1) تتطلب معايرة القيمة الأولية لـ SOC؛ (2) تتطلب حسابًا دقيقًا لكفاءة الشحن والتفريغ؛ (3) لقياس التيار بدقة، وفقًا لخطأ حساب SOC، يوجد خطأ تراكمي في تكامل التيار؛ (4) كبير في حالة حالة درجة الحرارة العالية وتقلبات التيار. لذلك، عندما يتم استخدام رائد فضاء في التطبيقات العملية، يتم تعويضه عمومًا عن عوامل مثل معدل الشحن والتفريغ، ودرجة الحرارة، وشيخوخة البطارية، ومعدل التفريغ الذاتي وفقًا لاستخدام البيئة والظروف.

تستخدم الوثيقة [6] أمان التيار المتردد، ومعادلة بيوكيرت، وتصحيح درجة الحرارة، وSOH مجتمعة مع SOH، ويتم تقدير SOC للبطارية الرصاصية الحمضية التي يتم التحكم فيها بواسطة صمام التحضير الخلفي الثابت لتكون بين حالتي سعة البطارية من الصفر إلى سعة دورة واحدة. في هذه الدورة، تقوم بطارية القياس بحساب SOH لحساب السعة الإجمالية لتفريغ التيار القياسي أو الشحن في درجات الحرارة القياسية. يمكن أن تصل دقة حساب SOC إلى 0.

1٪، وصيغة الحساب هي: الوثيقة [7] تأخذ في الاعتبار التعويض عن معدل شحن البطارية وتفريغها، ودرجة الحرارة، وشيخوخة البطارية، ونسبة التفريغ الذاتي، وتصحح الخطأ المتراكم من خلال الضبط الذاتي، وتستخدم عددًا كبيرًا من التجارب. تم تصحيح قيمة جهد البطارية الفردية الناتجة ومعامل العلاقة بالسعة، وعدم تناسق البطارية، وتصحيح الصيغة (4). حيث: ks هو معامل العلاقة، وΔU هو الفرق بين الجهد عند الجهد المنخفض في مجموعة البطارية والجهد المتوسط ​​لجميع بطاريات المونومر: الوثيقة [8]، باستخدام طريقة جهد الدائرة المفتوحة للحصول على SOC أولي، بعد طريقة وقت الأمان للتعويض المتنوع، تكون دقة تقدير SOC في حدود 6٪.

بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتم استخدام قانون السلامة بالاشتراك مع كالمان (مناقشة مفصلة في تصفية كالمان). 2.3 طريقة الكثافة تُستخدم طريقة الكثافة بشكل أساسي في بطاريات الرصاص الحمضية.

نظرًا لأن كثافة الإلكتروليت تصبح أعلى تدريجيًا أثناء الشحن وتنخفض تدريجيًا أثناء التفريغ، ولأن سعة البطارية وكثافتها لهما علاقة خطية معينة، لذلك يمكن التنبؤ بحجم SOC عن طريق قياس كثافة الإلكتروليت [9]. نظرًا لأن طريقة الكثافة تحتاج إلى قياس، يتم استخدامها بشكل أساسي في بطارية الرصاص الحمضية من النوع المفتوح. إذا كان من الممكن تطوير مستشعر كثافة وسعة ذو دقة أعلى، فيمكن زرعه في بطارية مغلقة عند إنتاجه.

تستخدم الوثيقة [10] [11] [12] أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية، وأشعة جاما منخفضة الطاقة، وأجهزة استشعار سعة بطارية الرصاص الحمضية لقياس كثافة إلكتروليت بطارية الرصاص الحمضية، بينما تتنبأ الدراسات [11] بالكثافة من خلال الشبكة العصبية الضبابية. جيد ولكن لا يوجد تحديد بين الإلكتروليت وSOC. 2.

4 قانون جهد الفتح يشير جهد الفتح (OpenCIRCUITVOLTAGE) إلى الجهد النهائي في حالة الفتح، بالقرب من القوة الدافعة الكهربائية للبطارية على القيمة. يتم تحديد طريقة جهد الدائرة المفتوحة وفقًا للسعة المتبقية للبطارية وجهد الفتح حيث توجد علاقة خطية (تناسبية) معينة، ويمكن الحصول على حجم السعة المتبقية مباشرة عن طريق قياس جهد الدائرة المفتوحة. الميزة هي أنها لا تعتمد على حجم البطارية أو حجمها أو سرعة التفريغ، فقط الدائرة المفتوحة هي معلمات الاختبار، بسيطة نسبيًا [13] [14] [15].

الوثيقة [16] تصف العلاقة بين جهد الدائرة المفتوحة لبطاريات الرصاص الحمضية، والسعة المتبقية، وكثافة الإلكتروليت، وتقدم صيغة حساب بين SOC والدائرة المفتوحة: حيث VBO هو جهد الدائرة المفتوحة للبطارية، وVα مملوء بالكهرباء. جهد الدائرة المفتوحة، Vb هو جهد الدائرة المفتوحة عند التفريغ الكافي، وحجمه يتوافق مع مصنعي البطاريات المختلفة. عند استخدام هذه الطريقة، عن طريق قياس جهد الدائرة المفتوحة للبطارية، يمكن لجدول الفحص العام الحصول على قيمة SOC المقدرة.

ومع ذلك، هناك أيضًا عيب كبير في طريقة جهد الدائرة المفتوحة: (1) يجب السماح للبطارية بالوصول إلى حالة مستقرة، وكيفية تحديد الوقت الثابت؛ (2) مع تقدم عمر البطارية، تنخفض الكهرباء المتبقية، ويتغير جهد الدائرة المفتوحة ليس واضحًا، لا يوجد تنبؤ دقيق بالكهرباء المتبقية؛ (3) بالنسبة لحزمة البطارية التقليدية المستخدمة، تكون البطارية في حالة، ولا يمكن قياس جهد الدائرة المفتوحة، ولا يمكن تحقيق القياس عبر الإنترنت. من الأدبيات الحالية، لا يتم استخدامه بشكل عام بمفرده باستخدام طريقة جهد الدائرة المفتوحة. نظرًا لأن طريقة جهد الدائرة المفتوحة جيدة في المرحلة الأولية من الشحن، فإن تقدير SOC جيد، وغالبًا ما يقترن بسلامة السلامة، Karmana.

لمدة طويلة للوقوف لفترة طويلة للبطارية، يستخدم الأدب [14] بطارية منحنى الاسترداد للدائرة المفتوحة في حالات مختلفة، ويتم الحصول على صيغة التنبؤ بجهد الدائرة المفتوحة عن طريق حساب SOC والقيمة المتوقعة والقياس. الخطأ النسبي هو في حدود 6%. الوثيقة [17] [18] [19] تقوم بتطبيع منحنى التفريغ لبطارية VRLA عند نسب تفريغ مختلفة، ووجدت أن منحنى التفريغ يتمتع بتناسق جيد، ووضع تفريغ، ونسبة تفريغ، ودرجة حرارة محيطة، وجهد تفريغ، وما إلى ذلك.

إن تغير العوامل صغير جدًا بالنسبة لهذا الاتساق. تم اقتراح أن جهد التفريغ فقط هو الذي يتنبأ بـ SOC، وصيغة الحساب هي كما يلي: حيث TT هو طول وقت التفريغ بالكامل، وVEND هو جهد إنهاء التفريغ، وVP هو جهد التفريغ الأولي. في أي وقت، عندما يكون جهد التفريغ V (T) للبطارية معروفًا، يمكن حساب Vu (TU)، ويتم الحصول على Tu الطبيعي بواسطة المنحنى الطبيعي، والذي بدوره له حالة شحن (دقة التقدير في حدود 10٪، "مناسبة للمواقف التي تتطلب متطلبات منخفضة).

تستخدم الوثيقة [20] [21] جهد تفريغ أولي مختلف للتوافق مع وقت تفريغ مختلف، من خلال الحمل المتدفق خارجيًا بشكل دوري أثناء التشغيل، وقياس سلسلة من جهد التشغيل، وإنشاء جهد، ودرجة الحرارة هي المدخلة، والوقت المتبقي هو نظام تقدير ضبابية SOC للإخراج، وبالتالي الحصول على SOC لبطارية طاقة المونومر، والتي تكون في حدود 1٪، والتي يشار إليها أيضًا باسم طريقة جهد الحمل. يمكن لهذه الطريقة تقدير حالة الشحن للبطارية على الخط، مما يؤدي إلى تأثير جيد في تفريغ التيار المستمر، ولكنها لا تنطبق على ظروف التفريغ ذات التقلبات الكبيرة أو الشديدة. 2.

5 طريقة المقاومة الداخلية (الموصلية) لمقاومة البطارية في البطارية، المقاومة الداخلية المقصودة، المقاومة، ولها علاقات وثيقة مع SOC لتنفيذ القياس عبر الإنترنت. في البطارية الموجودة في بطارية مختلفة، تكون قيمة المقاومة الداخلية مختلفة، وطريقة المقاومة الداخلية (الدليل الكهربائي) هي التنبؤ بتغير SOC عن طريق قياس التغير في المقاومة الداخلية (الموصلية) أثناء عملية التفريغ. [إثنان وعشرون].

هناك أيضًا جدل حول تطبيق التنبؤ بالمقاومة الداخلية SOC. وثيقة [23] اختبار وإحصائيات حول توصيل بطارية الرصاص الحمضية الخاضعة للتحكم بالصمام باستخدام جهاز اختبار التوصيل، اكتشف أن وقت التفريغ مرتبط خطيًا بقيمة التوصيل، ويصل معامل الارتباط إلى 0.825؛ في معيار IEEE 1188-1996، تم اقتراح القياس أيضًا.

ضرورة وجود مقاومة داخلية، وتحديد اختبار المقاومة الداخلية للبطارية بشكل واضح مرة واحدة على الأقل كل ربع سنة [24]. ولكن الأدبيات [25] [26] [27] [28] تمت دراسة العلاقة بين المقاومة الداخلية (الموصلية) والسعة المتبقية للبطارية من خلال الاختبارات التجريبية والتحليل النظري على التوالي، وتظهر النتائج أن: (1) رصاص التحكم في الصمام عندما تكون SOC للبطارية 50٪ أو 40٪، فإن مقاومتها الداخلية (أو الموصلة للإلكترون) لا تتغير بشكل أساسي، فقط SOC أقل من 40٪، تزداد المقاومة الداخلية للبطارية بسرعة؛ (2) لأكثر من 80٪ من السعة يتم استخدام بطارية VRLA عبر الإنترنت، ولا يمكن اكتشاف SOC للبطارية في الخط وفقًا لقيمة المقاومة الداخلية (الموصلية)؛ (3) وفقًا لقيمة قطب البطارية أو قيمة المقاومة الداخلية، يمكن تحديد أداء البطارية إلى حد ما. إن ظهور الخلافات يتعلق بالأساليب الإحصائية، ويتعلق بشكل أساسي بدقة البطارية المختبرة نفسها وجهاز اختبار المقاومة الداخلية (الموصلية).

لأنه حتى مع نفس الشركة المصنعة، ونفس الدفعة، ونفس حجم البطارية، ومقاومتها الداخلية (الموصلية) أيضًا ليست متسقة، وهذا يتم تحديده من خلال المستوى الفني للشركة المصنعة للبطارية. والمقاومة الداخلية للبطارية صغيرة، وتغيرت SOC، وتغييرات المقاومة الداخلية ليست كبيرة، وإذا كانت دقة أداة القياس لا تلبي المتطلبات، فسيكون من الصعب التوافق مع العلاقة المقابلة بين المقاومة الداخلية والسعة المتبقية. الوثيقة [29] من خلال قياس الطيف للممانعة، يُشار إلى أن التغيرات في المقاومة الصوتية بالأوم يمكن أن تعكس التغيرات في SOC، ولكن عندما تزداد SOC من 16% إلى 91%، تكون مقاومتها الداخلية الأومية صغيرة، حوالي 0.

6مΩ. واقترح أنه عندما تتغير المعاوقة الداخلية للبطارية إلى الحساسية، توجد علاقة دالة رتيبة بين إشارة الإثارة المقابلة وSOC الخاصة بها، ويكون نطاق تغيير التردد كبيرًا، ويتم استخدام التردد الرنان لبطارية VRLA كإرسال لـSOC البطارية. المعايير الأولية، هذه النظرية لا تزال في مرحلة البحث.

وفي الوقت نفسه، يقترح الأدب [30] توحيد معايير الشركة المصنعة من خلال اختيار بطارية مستقرة ذات مقاومة داخلية (موصلية) في حالة الاستخدام واسع النطاق للبطارية. الإنتاج، بدلا من المؤشر الدقيق مباشرة كحالة شحن البطارية. من الأدبيات الحالية والبيانات ومنتجات اختبار المقاومة الداخلية (الموصلية) [31] [32] [33] [34] يتم تطبيقها بشكل أساسي على طريقة المقاومة الداخلية (الموصلية) لتحذير فشل البطارية، ويتم تطبيقها مباشرة على توقع SOC بشكل أقل (تستخدم بشكل عام كأحد العوامل المؤثرة على SOC) جنبًا إلى جنب مع طريقة الجهد والشبكة العصبية وما إلى ذلك.

) [36]. وقد ثبت في الأدبيات [30] بشكل قاطع أنه عندما تكون الموصلية الكهربائية لبطارية المونومر أكثر من 80% من القيمة المرجعية تكون البطارية طبيعية والسعة 80% أو أكثر؛ عندما تكون قيمة الموصلية 60% -80% من القيمة المرجعية. من المحتمل جدًا أن تكون السعة أقل من 80٪، وتكون البطارية في حالة "خطر طبيعي"، ويجب إجراء اختبار التفريغ الكامل؛ عندما تكون قيمة التوصيل 60٪ من القيمة المرجعية، تكون البطارية في حالة "خطر شديد"، وتتطلب الاستبدال في الوقت المناسب.

3 طريقة نموذج تقدير المعلمات وتحديد النظام SOC 2000، بدأ تطبيق طريقة نموذج تقدير المعلمات وتحديد النظام على تقدير SOC للبطارية، وهي تحظى بشعبية أكبر في الأبحاث المحلية والأجنبية حاليًا. يتم ذلك بشكل أساسي لتطبيق بعض الأساليب الجديدة (خوارزميات الذكاء اليدوي بشكل أساسي) لنمذجة نظام النمذجة، والتي ستؤثر على العوامل المختلفة لـ SOC في نموذج البطارية، ويتم تحديد النموذج بشكل منهجي وتقدير المعلمات من خلال عدد كبير من الاختبارات، والحصول على بطارية العلاقة بين بعض المعلمات و SOC، ثم تقدير SOC. قانون الشبكة العصبية الاصطناعية القابلة للمقارنة، وآلة المتجهات، وطريقة التفكير الضبابي، وطريقة تصفية كالمان، وما إلى ذلك.

3.1 طريقة الشبكة العصبية نظرًا لأن البطارية عبارة عن نظام غير خطي معقد، فمن الصعب إنشاء نموذج رياضي دقيق لعملية الشحن والتفريغ الخاصة بها. تتمتع الشبكة العصبية بمعالجة موازية موزعة، وتخطيط غير خطي، وتعلم تكيفي، وما إلى ذلك.

، والتي يمكن أن تعكس بشكل أفضل الخصائص الأساسية لعدم الخطية، ويمكن أن تعطي مخرجات مقابلة عندما يكون هناك إثارة خارجية، بحيث يمكن محاكاة ديناميكيات البطارية إلى حد معين من الميزات، وتقديرات SOC [36] [37]. يتم تقدير معظم SOC البطارية باستخدام شبكة عصبية اصطناعية نموذجية مكونة من ثلاثة طوابق [38] [39]. بشكل عام، يتم جمع تيار التفريغ، والجهد النهائي، ودرجة حرارة البطارية مباشرة، أو استخدام طريقة القياس المجمعة لتغيير التيار المتغير، وتحديد مدخلات الحركة الكهربائية والمقاومة الداخلية كنموذج للشبكة العصبية، وSOC كمخرج.

حيث تكون الخلايا العصبية في طبقة الإدخال والإخراج عبارة عن وظائف خطية بشكل عام؛ ويعتمد عدد عقد الطبقة الضمنية على تعقيد ودقة تحليل المشكلة، ويمكن تحديده وفقًا لسرعة التقارب وإكمال تدريب الشبكة. تعتبر طريقة الشبكة العصبية الاصطناعية مناسبة لبطاريات مختلفة، ولكن الخطأ يتأثر ببيانات التدريب وطرق التدريب، وهناك تداخل ضوضاء يؤثر على تعلم الشبكة وتطبيقها في الاستخدام الفعلي. من الأدبيات الحالية، فإن الشبكة العصبية هي نظرية في المقام الأول.

[40] [41] يتم استخدام طريقة أخرى لآلة دعم الشبكة العصبية (SVM) لتقدير SOC للبطارية لتجنب العيوب في وقت التدريب، والوضع الأمثل المحلي، وسرعة التقارب. ويقترح الأدب [42] أيضًا التنبؤ بـ SOC للبطارية باستخدام آلة المتجه المرتبط (RVM)، وهي أعلى من آلة المتجه الداعم، كما أن نموذج التنبؤ أكثر ندرة، ولكن الخوارزمية أكثر تعقيدًا، ومن الضروري أن تشغل موارد كمبيوتر أكبر. 3.

2 علم المنطق الضبابي قانون المنطق هو نموذج ضبابي للبطارية، والذي يعتمد على بيانات الاختبار المدخلة والمخرجة، ولا يقتصر على المعرفة والخبرة والسلوك السابقين. تعمل هذه الطريقة بشكل عام على معالجة المعلمات (مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة والمقاومة الداخلية وما إلى ذلك) كمتغير إدخال للنموذج (على سبيل المثال، القيمة الحالية).

على سبيل المثال، الجهد، وفقًا لعدد كبير من بيانات اختبار خصائص البطارية، والعلاقة بين SOC والتيار والجهد ودرجة الحرارة وعوامل أخرى، وتصميم قواعد غامضة وإجراء تفكير غامض، من خلال تقديرات المعالجة المضادة للغموض لـ SOC للبطارية [43] [44] [45]. العيب الرئيسي لطريقة المنطق الضبابي هو أنه يتطلب كمية كبيرة من البيانات التجريبية للحصول على قواعد التفكير الضبابي وصيغ الخبرة وفقًا للبيانات التجريبية.

وتستخدم هذه الطريقة حاليا في المحاكاة والتحليل النظري، ولم يتم تطبيقها على الواقع. 3.3 ترشيح كالمان الفكرة الأساسية لنظرية ترشيح كارمان هي التقدير الأمثل لحجم نظام الطاقة، والذي ينطبق على كل من الأنظمة الخطية والأنظمة غير الخطية [46].

عند استخدام طريقة تصفية كالمان لتقدير SOC، يجب أولاً إنشاء نموذج البطارية المناسب لتقدير مرشح كالمان، ويجب أن يحتوي النموذج على ميزتين: (1) يمكنه أن يعكس بشكل أفضل الخصائص الديناميكية للبطارية، في حين لا يمكن أن يكون الترتيب مرتفعًا جدًا. لتقليل كمية تشغيل المعالج، من السهل تنفيذ ما يلي؛ (2) يجب أن يعكس النموذج بدقة العلاقة بين القوة الدافعة الكهربائية للبطارية والجهد الطرفي، وبالتالي تمكين تقدير الحلقة المغلقة بدقة عالية. تشتمل نماذج الدوائر المكافئة المستخدمة بشكل شائع على نموذج راندل (انظر الشكل 1)، ونموذج ماسيموسيرولو، ونموذج ثيفينين، ونموذج شيبرد، وما إلى ذلك.

، جميع المعلمات هي معلمات معلقة، ويجب حسابها وفقًا للبيانات التجريبية [47] [48]. الشكل 1 نموذج بطارية راندلز في التطبيقات العملية، عادة ما يتم استخدام طريقة ترشيح كالمان بالاشتراك مع قانون جهد الدائرة المفتوحة والسلامة. الإجراء الأساسي هو: عندما يتم استخدام الجهد على النموذج كنظام، بعد تقدير الجهد بواسطة كالمان، يتم استخدامه للحصول على القوة الدافعة الكهربائية للبطارية (أو الجهد المفتوح) باستخدام العلاقة الرياضية في النموذج، وأخيرًا العلاقة بين القوة الدافعة الكهربائية وSOC.

SOC. شكل رياضيات كالمان لنموذج البطارية هو: معادلة الحالة: (9) معادلة الملاحظة: (10) معادلة المعادلة: (11) متجه الإدخال في المملكة المتحدة، يتضمن عادةً متغيرات مثل تيار البطارية ودرجة الحرارة والسعة المتبقية والمقاومة الداخلية. عادةً ما يكون خرج النظام YK هو جهد التشغيل للبطارية، ويتم تضمين SOC للبطارية في كمية الحالة xk للنظام، ويتم تحديد AK وBK بواسطة المعلمات التي تم الحصول عليها بواسطة الاختبار، ωk وvk هي ضوضاء النظام. إن جوهر خوارزمية تقدير SOC هو إنشاء مجموعة من المعادلات المتكررة بما في ذلك تقديرات SOC وتعكس أخطاء التقدير، ويتم استخدام مصفوفات التباين لإعطاء نطاق خطأ التقدير.

المعادلة (11) هي معادلة حالة نموذج البطارية، والتي تصف أساس SOC باعتباره متجه حالة. يمكن لمرشح كالمان الحفاظ على دقة جيدة أثناء عملية التقدير، وله تأثير تصحيحي قوي على خطأ التهيئة، مما له تأثير مثبط قوي على الضوضاء. في الوقت الحاضر، يتم استخدام التنبؤ بـ SOC لبطارية السيارة الهجينة بشكل أساسي في التغيير الحالي.

على أساس مرشح كالمان، فإن الأدبيات [49] [50] [51] سوف تعمل على توسيع نطاق طريقة ترشيح كارمان وكارمان كولوربورن لتقدير الكربون العضوي في التربة. إن أكبر عيب في طريقة تصفية كالمان هو أن دقتها المقدرة تعتمد على دقة نموذج الدائرة المكافئة للبطارية، وإنشاء نموذج دقيق للبطارية هو مفتاح الخوارزمية. هناك عيب آخر وهو أن العملية كبيرة نسبيًا، ويجب عليك اختيار نموذج بطارية بسيط ومعقول ومعالج أسرع.

3.4 وثيقة الطريقة الأخرى [52] طريقة النموذج الخطي المذكورة، باستخدام النموذج الخطي على الظروف الأولية لخطأ القياس والخطأ، بناءً على كمية كبيرة من تجربة شحن وتفريغ البطارية، وإنشاء SOC وتغيير البطارية المعادلة الخطية للجهد النهائي، التيار، في الصيغة (12)، (13). تعتبر هذه الطريقة مناسبة للتيارات الصغيرة، حيث يتغير SOC ببطء، ولكن هذه الميزة تحد من نطاق استخدامها، ولم يتم رؤيتها في التطبيق الفعلي.

حيث SOC (k) هي قيمة SOC للوقت الحالي؛ △ SOC (k) هي قيمة التغيير في SOC؛ V (k) و i (k) هما الجهد والتيار للوقت الحالي. Β0 وβ1 وβ2 وβ3 هي معاملات نموذج خطي تم الحصول عليها باستخدام بيانات مرجعية من خلال طريقة المربعات الصغرى. يقترح الأدب [53] أن نموذج متوسط ​​الانزلاق الذاتي غير الخطي (Narmax) مرتفع، والبنية بسيطة، وتتميز سرعة التقارب، والعوامل الأخرى المؤثرة على جهد عمل البطارية والتيار هي مدخلات النموذج، ويتم استخدام SOC كضوضاء للنظام، ويقوم SOC للبطارية بإجراء تقدير في الوقت الفعلي، والخطأ النسبي هو 1٪ فقط، وتحتاج قابلية تطبيق هذه الطريقة إلى مزيد من الدراسة.

يتعرف على النموذج (14) حيث Y (t) هو تسلسل SOC، U1 (T) هو تسلسل التيار، U2 (T) هو تسلسل الجهد. الوثيقة [54] بالنسبة للعلاقة غير الخطية بين المقاومة الداخلية للبطارية والسعة المتبقية، يتم التنبؤ بحالة الشحن لوحدة بطارية السيارة ذات الطاقة المختلطة من خلال طريقة مجموعة النموذج الرمادي المشترك GM (1، 1). يحدد الأدب [55] معادلة حالة SOC بناءً على وقت الأمان، ويقترح خوارزمية التصفية القوية للتطبيق للتنبؤ بحالة SOC للبطارية.

ويمكن ملاحظة ذلك من خلال الأساليب المختلفة المذكورة أعلاه. سواء كانت طريقة النمذجة الفيزيائية أو طريقة نموذج تحديد النظام وتقدير المعلمات، فهي تعتمد على المعلمات المقاسة للبطارية (أساسًا الجهد والتيار والمقاومة الداخلية ودرجة الحرارة وما إلى ذلك) والمتبقية.

تعتمد العلاقة بين السعة على عدد كبير من التجارب لإنشاء نموذج نظام بطارية مستقر للتنبؤ بـ SOC. 4 الملخص، تتأثر طريقة التنبؤ بـ SOC بالعديد من العوامل (تيار التفريغ، الجهد، درجة الحرارة، عمق التفريغ، المقاومة الداخلية، كثافة الإلكتروليت، التفريغ الذاتي، الشيخوخة، إلخ)، وتكنولوجيا التنبؤ بالسعة المتبقية لبطاريات VRLA وبنائها. النموذج معقد، ولا توجد طريقة تنبؤ دقيقة وعالمية.

تعتبر طرق التنبؤ المختلفة المذكورة أعلاه مفيدة، ولكن في بيئات الاستخدام المختلفة، وفي دقة التنبؤ المختلفة، فإن استخدام طريقة تنبؤ واحدة لم يعد قادرًا على تلبية الاحتياجات الفعلية، وبالتالي تصميم دوائر الكشف عن البيانات عالية الدقة، باستخدام طرق متعددة للتنبؤ المشترك SOC، وخاصة الجمع بين مجموعة متنوعة من الخوارزميات الذكية والنظريات الجديدة، SOC هو في الوقت الحقيقي، عبر الإنترنت، والتنبؤ الدقيق، أصبح اتجاه تطوير التنبؤ بالقدرة المتبقية للبطارية.