Μέθοδος εκτίμησης SOC δυναμικής μπαταρίας;

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Προμηθευτής φορητών σταθμών παραγωγής ενέργειας

Από την ανάπτυξη της τεχνολογίας μπαταριών, πολλά είδη μεθόδων που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση του SOC έχουν ήδη συμβεί. Υπάρχουν μόνο παραδοσιακές ολοκληρωμένες μέθοδοι ρεύματος, εσωτερική αντίσταση μπαταρίας, μέθοδοι δοκιμής εκφόρτισης, μέθοδοι τάσης ανοιχτού κυκλώματος, τάσεις φορτίου και πιο καινοτόμες μέθοδοι φιλτραρίσματος Kalman. Ασαφής λογική θεωρία και νευρωνική δικτύωση κ.λπ.

Αυτή τη στιγμή είναι μια από τις πιο κοινές μεθόδους εκτίμησης SOC στον τομέα του συστήματος διαχείρισης μπαταριών και η ουσία είναι να εκτιμηθεί το SOC της μπαταρίας συσσωρεύοντας ή εκφορτίζοντας ηλεκτρική ενέργεια συσσωρεύοντας ή εκφορτίζοντας με συσσώρευση ή εκφόρτιση. Ταυτόχρονα, σύμφωνα με τον ρυθμό αποφόρτισης και τη θερμοκρασία της μπαταρίας. Μια ορισμένη αποζημίωση για την εκτιμώμενη SOC.

Εάν η μπαταρία ορίζεται ως SOCT0 όταν η μπαταρία είναι αρχική στην αρχική κατάσταση φόρτισης και εκφόρτισης, τότε η εναπομένουσα χωρητικότητα της μπαταρίας SOC μετά το T είναι: q, Q είναι η ονομαστική χωρητικότητα της μπαταρίας και N είναι η απόδοση φόρτισης και εκφόρτισης, που ονομάζεται επίσης απόδοση κουλόμπ, η τιμή της. Η τρέχουσα ολοκληρωμένη μέθοδος είναι σχετικά απλή και αξιόπιστη από άλλες μεθόδους εκτίμησης SOC και η τιμή SOC της μπαταρίας μπορεί να εκτιμηθεί δυναμικά, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος έχει επίσης δύο περιορισμούς: ο ένας, η μέθοδος ολοκλήρωσης ρεύματος απαιτεί μια αρχική τιμή SOC της μπαταρίας εκ των προτέρων και συλλέγει με ακρίβεια το ρεύμα που ρέει μέσα ή έξω από την μπαταρία, προκειμένου το σφάλμα εκτίμησης να είναι όσο το δυνατόν μικρότερο. δεύτερον, Αυτή η μέθοδος βασίζεται μόνο στο εξωτερικό χαρακτηριστικό της μπαταρίας και ο ρυθμός αυτοεκφόρτισης της μπαταρίας, ο βαθμός γήρανσης και ο λόγος φόρτισης και εκφόρτισης του SOC της μπαταρίας αγνοούνται σε κάποιο βαθμό.

Η μακροχρόνια χρήση μπορεί επίσης να προκαλέσει επέκταση του σφάλματος μέτρησης, επομένως είναι απαραίτητο να εισαχθούν Σχετικοί συντελεστές διόρθωσης Διορθώστε τα σφάλματα συσσώρευσης. (2) Μέθοδος δοκιμής εκφόρτισης Η μέθοδος δοκιμής εκφόρτισης είναι η συνεχής εκφόρτιση σταθερού ρεύματος μέχρι την τάση αποκοπής της μπαταρίας, πολλαπλασιάζοντας τον χρόνο που χρησιμοποιείται από αυτή τη διαδικασία εκφόρτισης με την τιμή μεγέθους του ρεύματος εκφόρτισης, δηλαδή την υπολειπόμενη χωρητικότητα της μπαταρίας. Η μέθοδος γενικά χρησιμοποιεί αυτή τη μέθοδο ως μέθοδο βαθμονόμησης του SOC της μπαταρίας ή στην καθυστερημένη συντήρηση της μπαταρίας και είναι σχετικά απλή, αξιόπιστη και το αποτέλεσμα είναι σχετικά ακριβές χωρίς να γνωρίζουμε την τιμή SOC της μπαταρίας.

Όλα αποτελεσματικά. Ωστόσο, υπάρχουν δύο ελλείψεις στη μέθοδο δοκιμής εκκένωσης: Πρώτον, η διαδικασία δοκιμής αυτής της μεθόδου χρειάζεται πολύ χρόνο. δεύτερον, όταν χρησιμοποιείτε αυτήν τη μέθοδο, είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε την μπαταρία στόχου από το ηλεκτρικό όχημα, επομένως η μέθοδος δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της μπαταρίας ισχύος σε κατάσταση λειτουργίας. (3) Η μέθοδος τάσης ανοιχτού κυκλώματος βασίζεται στη σχέση αλλαγής μεταξύ της τάσης ανοίγματος της μπαταρίας και του OCVOTAGE, OCV) και της εσωτερικής συγκέντρωσης ιόντων λιθίου της μπαταρίας και ταιριάζει έμμεσα στην αντίστοιχη σχέση μεταξύ αυτής και του SOC της μπαταρίας.

Κατά την εκτέλεση της πραγματικής λειτουργίας, είναι απαραίτητο να αποφορτίσετε την μπαταρία αφού γεμίσει η μπαταρία με σταθερή αναλογία εκφόρτισης (γενικά 1c) μέχρι να σταματήσει η εκφόρτιση και να επιτευχθεί η σχέση μεταξύ OCV και SOC σύμφωνα με τη διαδικασία εκφόρτισης. Όταν η μπαταρία βρίσκεται σε πραγματική κατάσταση λειτουργίας, το τρέχον SOC της μπαταρίας μπορεί να ληφθεί βρίσκοντας τον πίνακα σχέσεων OCV-SoC σύμφωνα με την τιμή τάσης και στα δύο άκρα της μπαταρίας. Παρόλο που η μέθοδος είναι αποτελεσματική για διάφορες μπαταρίες, υπάρχουν επίσης αυτοελαττώματα: Πρώτον, η μπαταρία στόχος πρέπει να αφεθεί να σταθεί περισσότερο από 1 ώρα πριν από τη μέτρηση του OCV, κατανέμοντας έτσι ομοιόμορφα τον εσωτερικό ηλεκτρολύτη στην μπαταρία για να ληφθεί μια σταθερή τελική τάση. Δεύτερον, η μπαταρία βρίσκεται σε διαφορετικές θερμοκρασίες Ή κατά τη διάρκεια διαφορετικής διάρκειας ζωής, αν και το ανοιχτό κύκλωμα είναι το ίδιο, το πραγματικά SOC μπορεί να διαφέρει και το αποτέλεσμα της μέτρησης δεν είναι εγγυημένο ότι θα είναι απολύτως ακριβές για μακροχρόνια χρήση αυτής της μεθόδου.

Επομένως, η μέθοδος τάσης ανοιχτού κυκλώματος είναι η ίδια με τη μέθοδο δοκιμής εκφόρτισης, δεν ισχύει για την εκτίμηση SOC της μπαταρίας που λειτουργεί. (4) Μέθοδος φιλτραρίσματος Kalman Η μέθοδος φιλτραρίσματος KALMAN είναι ένας νέος τύπος βελτιστοποιημένων δεδομένων αυτο-παλίνδρομης φιλτραρίσματος στα "Νέα επιτεύγματα του γραμμικού φιλτραρίσματος και της θεωρίας πρόβλεψης" στη δεκαετία του 1960. αλγόριθμος.

Η ουσία του αλγορίθμου είναι ότι η κατάσταση του σύνθετου δυναμικού συστήματος μπορεί να βελτιστοποιηθεί για την κατάσταση του σύνθετου δυναμικού συστήματος σύμφωνα με την αρχή των ελάχιστων μέσων. Τα μη γραμμικά δυναμικά συστήματα θα είναι γραμμικά σε ένα μοντέλο χώρου κατάστασης του συστήματος στη μέθοδο φιλτραρίσματος Kalman. Κατά την πραγματική εφαρμογή, το σύστημα ενημερώνεται με την παρατηρούμενη τιμή της τρέχουσας ώρας, ακολουθούμενη από την παρατηρούμενη τιμή της τρέχουσας ώρας.

Λειτουργία "Πρόβλεψη - Μέτρηση - Διορθώθηκε", εξαλείφοντας την απόκλιση και την παρεμβολή του συστήματος τυχαία. Όταν το SOC του συστήματος μετάδοσης κίνησης εκτιμάται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο φιλτραρίσματος Kalman, η μπαταρία μετατρέπεται σε ένα μοντέλο χώρου κατάστασης με τη μορφή συστήματος ισχύος και το SOC γίνεται μεταβλητή κατάστασης μέσα στο μοντέλο. Το καθιερωμένο σύστημα είναι ένα γραμμικό διακριτό σύστημα.

Δεδομένου ότι η μέθοδος φιλτραρίσματος Kalman όχι μόνο διορθώνει το αρχικό σφάλμα του συστήματος, μπορεί να καταστείλει αποτελεσματικά το θόρυβο του συστήματος, επομένως υπάρχει σημαντική τιμή εφαρμογής στην εκτίμηση SOC των μπαταριών ισχύος ηλεκτρικών οχημάτων σε συνθήκες λειτουργίας. Ωστόσο, η μέθοδος έχει επίσης ελαττώματα δύο σημείων: ένα, η μέθοδος φιλτραρίσματος Kalman εκτιμά την ακρίβεια του SOC εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ακρίβεια του μοντέλου της μπαταρίας, τα ίδια τα χαρακτηριστικά λειτουργίας είναι πολύ μη γραμμική μπαταρία ισχύος, στη μέθοδο φιλτραρίσματος Kalman. το δεύτερο, η εμπλεκόμενη μέθοδος είναι πολύ περίπλοκη, το ποσό του υπολογισμού είναι εξαιρετικά μεγάλο και η υπολογισμένη περίοδος υπολογισμού είναι μεγαλύτερη και οι απαιτήσεις απόδοσης υλικού. (5) Μέθοδος νευρωνικού δικτύου Η μέθοδος νευρωνικού δικτύου είναι ο αναλογικός ανθρώπινος εγκέφαλος και ο νευρώνας του που χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση ενός νέου τύπου αλγορίθμου για μη γραμμικά συστήματα.

Δεν απαιτεί εις βάθος έρευνα της εσωτερικής δομής της μπαταρίας, απλώς εξάγοντας έναν μεγάλο αριθμό λειτουργικών χαρακτηριστικών από την μπαταρία στόχο εκ των προτέρων. Εισαγάγετε την τιμή SOC κατά την εκτέλεση από το δείγμα εξόδου και εισαγάγετέ την στο σύστημα που δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας τη μέθοδο. Η μέθοδος είναι σχετικά απλή στη μεταγενέστερη επεξεργασία, δηλαδή μπορεί να αποφύγει αποτελεσματικά το σφάλμα της μεθόδου φιλτραρίσματος Kalman για να κάνει το μοντέλο της μπαταρίας ως γραμμικοποίηση και μπορεί να λάβει τις δυναμικές παραμέτρους της μπαταρίας σε πραγματικό χρόνο.

Ωστόσο, ο όγκος προεργασίας της μεθόδου νευρωνικών δικτύων είναι σχετικά μεγάλος και απαιτείται ένας μεγάλος αριθμός περισσότερων και περιεκτικών δειγμάτων δεδομένων στόχου για την εκπαίδευση του συστήματος. Η μέθοδος των δεδομένων εκπαίδευσης και εκπαίδευσης επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την ακρίβεια εκτίμησης του SOC. Επιπλέον, υπό τη σύνθετη δράση της θερμοκρασίας της μπαταρίας, του λόγου αυτοεκφόρτισης και της γήρανσης της μπαταρίας, η μέθοδος χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της τιμής SOC του ίδιου συνόλου μπαταριών για μεγάλο χρονικό διάστημα και η ακρίβειά της θα είναι επίσης μεγάλη έκπτωση.

Επομένως, αυτή η μέθοδος δεν είναι πολύ συνηθισμένη στην εργασία εκτίμησης SOC της μπαταρίας ισχύος.