Metodo di stima dinamica dello stato di carica della batteria?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

Da quando è stata sviluppata la tecnologia delle batterie, sono stati sviluppati molti metodi per stimare lo SOC. Esistono solo metodi tradizionali di integrazione della corrente, metodi di resistenza interna della batteria, metodi di prova di scarica, metodi di tensione a circuito aperto, tensioni di carico e metodi di filtraggio di Kalman più innovativi. Teoria della logica fuzzy e reti neurali, ecc.

Attualmente è uno dei metodi di stima dello SOC più comuni nel campo dei sistemi di gestione delle batterie e la sua essenza è stimare lo SOC della batteria accumulando o scaricando elettricità. Allo stesso tempo, in base alla velocità di scarica e alla temperatura della batteria. Un certo compenso per il SOC stimato.

Se la batteria è definita come SOCT0 quando la batteria è iniziale nello stato iniziale di carica e scarica, allora la capacità residua della batteria SOC dopo T è: q, Q è la capacità nominale della batteria e N è l&39;efficienza di carica e scarica, detta anche efficienza di Coulomb, il cui valore è determinato dalla velocità di carica e scarica della batteria, I è la corrente di T. L&39;attuale metodo integrato è relativamente semplice e affidabile rispetto ad altri metodi di stima dello SOC e il valore SOC della batteria può essere stimato dinamicamente, motivo per cui è ampiamente utilizzato. Tuttavia, questo metodo presenta anche due limitazioni: in primo luogo, il metodo integrale di corrente richiede in anticipo un valore SOC iniziale della batteria e raccoglie accuratamente la corrente che fluisce dentro o fuori dalla batteria, in modo da ridurre al minimo l&39;errore di stima; in secondo luogo, questo metodo si basa solo sulle caratteristiche esterne della batteria e la velocità di autoscarica della batteria, il grado di invecchiamento e il rapporto di carica e scarica dello SOC della batteria vengono ignorati in una certa misura.

Anche l&39;uso a lungo termine può causare un aumento dell&39;errore di misurazione, pertanto è necessario introdurre coefficienti di correzione correlati per correggere gli errori di accumulo. (2) Metodo di prova di scarica Il metodo di prova di scarica consiste nel effettuare una scarica continua a corrente costante fino alla tensione di interruzione della batteria, moltiplicando il tempo impiegato da questo processo di scarica per il valore della corrente di scarica, ovvero la capacità residua della batteria. Generalmente il metodo si avvale di questo metodo come metodo di calibrazione dello stato di carica della batteria o nella manutenzione tardiva della batteria, ed è relativamente semplice, affidabile e il risultato è relativamente accurato senza conoscere il valore dello stato di carica della batteria.

Tutto in modo efficace. Tuttavia, il metodo di prova di scarica presenta due carenze: in primo luogo, il processo di prova di questo metodo richiede molto tempo; in secondo luogo, quando si utilizza questo metodo, è necessario rimuovere la batteria di destinazione dal veicolo elettrico, quindi il metodo non può essere utilizzato per calcolare la potenza della batteria in condizioni di funzionamento. (3) Il metodo della tensione a circuito aperto si basa sulla relazione di variazione tra la tensione di apertura della batteria e l&39;OCVOTAGE (OCV) e la concentrazione interna di ioni di litio della batteria, e adatta indirettamente la relazione corrispondente tra questa e lo SOC della batteria.

Durante l&39;esecuzione del funzionamento effettivo, è necessario scaricare la batteria dopo che è stata riempita con un rapporto di scarica fisso (generalmente 1c) fino all&39;interruzione della scarica e il rapporto tra OCV e SOC viene ottenuto in base al processo di scarica. Quando la batteria è in uno stato operativo effettivo, è possibile ricavare l&39;attuale SOC della batteria individuando la tabella relazionale OCV-SoC in base al valore di tensione su entrambe le estremità della batteria. Sebbene il metodo sia efficace per varie batterie, presenta anche dei difetti: innanzitutto, la batteria target deve essere lasciata riposare per più di 1 ora prima di misurare l&39;OCV, distribuendo così uniformemente l&39;elettrolita interno nella batteria per ottenere una tensione finale stabile; in secondo luogo, la batteria si trova a temperature diverse oppure, durante una vita diversa, sebbene il circuito aperto sia lo stesso, lo SOC effettivo potrebbe differire e non è garantito che il risultato della misurazione sia completamente accurato nell&39;uso a lungo termine di questo metodo.

Pertanto, il metodo della tensione a circuito aperto è lo stesso del metodo del test di scarica e non si applica alla stima dello stato di carica della batteria in funzione. (4) Metodo di filtraggio di Kalman Il metodo di filtraggio di Kalman è un nuovo tipo di dati di auto-regressione ottimizzati filtrati nei "Nuovi risultati della teoria del filtraggio lineare e delle previsioni" negli anni &39;60. algoritmo.

L&39;essenza dell&39;algoritmo è che lo stato del sistema dinamico complesso può essere ottimizzato per lo stato del sistema dinamico complesso secondo il principio dei minimi valori medi. I sistemi dinamici non lineari saranno lineari in un modello dello spazio di stato del sistema nel metodo di filtraggio di Kalman. Durante l&39;applicazione effettiva, il sistema viene aggiornato con il valore osservato dell&39;ora corrente, seguito dal valore osservato dell&39;ora corrente.

Modalità "Previsione - Misurazione - Corretto", eliminando la deviazione e l&39;interferenza casuale del sistema. Quando lo SOC del gruppo propulsore viene stimato utilizzando il metodo di filtraggio di Kalman, la batteria viene convertita in un modello di spazio di stato sotto forma di sistema di alimentazione e lo SOC diventa una variabile di stato all&39;interno del modello. Il sistema stabilito è un sistema lineare discreto.

Poiché il metodo di filtraggio di Kalman non solo corregge l&39;errore iniziale del sistema, ma può anche sopprimere efficacemente il rumore del sistema, vi è un valore applicativo significativo nella stima dello stato di carica delle batterie dei veicoli elettrici in condizioni operative. Tuttavia, il metodo presenta anche due difetti: uno, il metodo di filtraggio di Kalman stima che l&39;accuratezza del SOC dipende in larga misura dall&39;accuratezza del modello della batteria, le caratteristiche di lavoro stesse sono una batteria di potenza altamente non lineare, nel metodo di filtraggio di Kalman Dopo la linearizzazione, è inevitabile che non ci siano errori e se il modello è stabilito, il risultato stimato non è necessariamente affidabile; il secondo, il metodo coinvolto è molto complicato, la quantità di calcolo è estremamente grande e il periodo di calcolo calcolato è più lungo e i requisiti di prestazioni hardware. (5) Metodo della rete neurale Il metodo della rete neurale è un cervello umano analogico e i suoi neuroni vengono utilizzati per gestire un nuovo tipo di algoritmo per sistemi non lineari.

Non richiede una ricerca approfondita della struttura interna della batteria, ma è sufficiente estrarre in anticipo un gran numero di caratteristiche di funzionamento dalla batteria di destinazione. Inserire il valore SOC nell&39;esecuzione dal campione di output e immetterlo nel sistema stabilito utilizzando il metodo. Il metodo è relativamente semplice nell&39;elaborazione successiva, ovvero può evitare efficacemente l&39;errore del metodo di filtraggio di Kalman per realizzare il modello della batteria come linearizzazione e può ottenere i parametri dinamici della batteria in tempo reale.

Tuttavia, il volume di lavoro preliminare del metodo della rete neurale è relativamente ampio e per addestrare il sistema è necessario un numero elevato di dati campione target più completi. Il metodo di addestramento dei dati e dell&39;addestramento stesso influenza notevolmente l&39;accuratezza della stima del SOC. Inoltre, tenendo conto della complessa azione della temperatura della batteria, del rapporto di autoscarica e dell&39;invecchiamento della batteria, il metodo viene utilizzato per stimare il valore SOC dello stesso set di batterie per un lungo periodo di tempo, e anche la sua accuratezza sarà notevolmente ridotta.

Pertanto, questo metodo non è molto comune nel lavoro di stima del SOC della batteria di potenza.