Литий батареясын зарядтауды болжау әдістерін салыстыру (SOC) болжау әдісін салыстыру

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Lieferant von tragbaren Kraftwerken

Біріншіден, заряд күйі (SOC) зарядтың күйін білдіреді, бұл батареяның зарядталған күйін білдіреді. Электр, энергия және т.б. сияқты әртүрлі бұрыштардан SOC әр түрлі мағынаға ие.

АҚШ Жетілдірілген Батарея Федерациясының (USABC) SOC кеңінен қолданылды, атап айтқанда, қалған қуаттағы номиналды сыйымдылықтың қатынасы және белгілі бір разряд жылдамдығында бірдей шарттар. Сәйкес есептеу формуласы: qm, I тұрақты токқа сәйкес аккумулятор зарядсызданған кездегі максималды разрядтау сыйымдылығы; Q (in) T уақытында, батарея батареяның астындағы батареяны босатады. Екіншіден, литий-ионды батарея зарядының күйін болжау әдісі литий-иондық аккумулятордың заряд күйі аккумуляторды басқару жүйесінің маңызды параметрлерінің бірі болып табылады, сонымен қатар бүкіл автомобиль мен аккумулятордың тепе-теңдік жұмысының заряды мен разрядын басқару стратегиясының негізі болып табылады.

Дегенмен, литий-иондық аккумулятордың өзінің күрделілігіне байланысты оның жыртылған күйін тікелей өлшеу арқылы алуға болмайды, тек аккумулятордың белгілі бір сыртқы сипаттамаларына сәйкес, мысалы, батареяның ішкі кедергісі, ашық тізбектегі кернеу, температура, ток және т.б. қатысты параметрлерді пайдалана отырып. Сипаттамалық қисық немесе есептеу формуласы заряд күйін болжау жұмысын аяқтау үшін.

Литий-ионды батареяның заряд күйін бағалау сызықты емес. Қазіргі уақытта кең таралған әдіс разрядтық эксперимент, ашық тізбектегі кернеу әдісі, қауіпсіздік нүктелері, Калман сүзу әдісі, нейрондық желі әдісі және т.б. 1 Тәжірибелік разрядты сынау әдісінің разрядының принципі – аккумуляторды тұрақты ток кезінде үздіксіз разряд күйіне келтіру, разряд шекті кернеуге жеткенде разрядтың мөлшерін есептеу.

Тұрақты ток мәнінің алдын ала өңдеу мәні және разряд қуатының мәні разрядталған кезде қолданылатын разряд уақыты. Зарядтау экспериментінің әдісі көбінесе зертханалық жағдайларда аккумулятордың заряд күйін бағалайды және көптеген аккумулятор өндірушілері аккумуляторды сынау үшін зарядсыздандыру әдісін пайдаланады. Оның маңызды артықшылығы - әдіс қарапайым және бағалау дәлдігі салыстырмалы түрде жоғары.

Кемшілігі де атап өтіледі: жүктеуге болмайды және өлшеу уақытының көп мөлшерін алу үшін және зарядсыздануды өлшеу кезінде батарея үзілуі керек, сондықтан батарея желіден тыс орналастырылады, сондықтан оны онлайн режимінде өлшеу мүмкін емес. Жүргізу кезінде электромобиль аккумуляторы жұмыс жағдайында жұмыс істеді және оның разряд тогы тұрақты емес, бұл әдіс қолданылмайды. Дегенмен, зарядсыздандыру эксперименті әдісін аккумулятордың күрделі жөндеуін және параметр моделін анықтауда қолдануға болады.

2 Ашық тізбектегі кернеу әдісі Батарея ұзақ уақыттан кейін салыстырмалы түрде тұрақты болады және ашық тізбектегі кернеу мен аккумулятордың зарядталған күйі арасындағы функционалдық байланыс та салыстырмалы түрде тұрақты. Егер сіз аккумулятордың заряд күйінің мәнін алғыңыз келсе, тек аккумулятордың екі шетіндегі ашық тізбектегі кернеуді өлшеп, OCV-SOC қисығына қатысты сәйкес ақпаратты алуыңыз керек. Ашық тізбектегі кернеу әдісінің артықшылығы қарапайым жұмыс істеу болып табылады, заряд күйінің мәнін алу үшін ашу кернеуінің мәнін басқару сипаттамасының қисық картасын өлшеңіз.

Дегенмен, көптеген кемшіліктер бар: Біріншіден, дәл мәндерді алу үшін ол батареяның кернеуін салыстырмалы түрде тұрақты күйге келтіруі керек, бірақ нақты уақыттағы бақылау талаптарын қанағаттандыру мүмкін емес болуы үшін батарея жиі ұзақ уақыт тұруға рұқсат етіледі. Электрлік автокөлік ұзақ уақыт тұрақ. Батареяның зарядтау коэффициенті әртүрлі болған кезде, токтың ауытқуы батареяның ашылуының кернеуін өзгертетіндіктен, батарея жинағының ашық тізбектегі кернеуі сәйкес келмейді, осылайша болжанған қалған қуат пен батареяның нақты қалған қуаты үлкен ауытқуға ие болады.

3 AmateThe Points Францияның интегралдық заңы жүйенің белгілі бір сыртқы ерекшеліктеріне, мысалы, ток, уақыт, температура компенсациясы және т.б. сәйкес батареяның ішкі бөлігін пайдалануды қарастырмайды, уақыт пен токты біріктіру арқылы, кейде кейбір өтемақыларды қосады Коэффициент батареяның заряд күйін бағалау үшін аккумулятордан шығатын қуаттың жалпы мөлшерін есептеу үшін есептеледі. Қазіргі уақытта жұмыс уақыты батареяларды басқару жүйелерінде кеңінен қолданылады.

Қауіпсіздік нүктелері әдісінің есептеу формуласы келесідей: Формула, SOC0 – батарея зарядының күйінің бастапқы электрлік мәні; CE – аккумулятордың номиналды сыйымдылығы; i (t) – T уақытындағы аккумулятордың зарядтау және разряд тогы; Т – зарядтау және босату уақыты; η – зарядтау және разряд жылдамдығының коэффициенті және ол әдетте зарядтау разрядының үлкейту және температураны түзету коэффициентіне негізделген зарядтау және разряд процесі кезінде аккумулятордың ішіндегі батареяның қуаттың шығынын білдіретін Каллен тиімділік коэффициенті деп аталады. Қауіпсіздік интегралдық заңының артықшылығы - аккумулятордың өзінің шектеулері салыстырмалы түрде аз, есептеу әдісі қарапайым, сенімді және батареяның заряд күйін нақты уақыт режимінде бағалай алады. Кемшілігі бақылауда қауіпсіздікті өлшеу әдісі анықталғандықтан, егер токтың жинау дәлдігі жоғары болмаса, берілген бастапқы заряд күйінде белгілі бір қателік бар, жүйенің жұмыс уақыты ұзарған кезде қате біртіндеп жинақталады, осылайша заряд күйінің болжам нәтижесіне әсер етеді.

Ал қауіпсіздік нүктелері әдісі тек сыртқы сипаттамалар бойынша талданатындықтан, көп буындыда белгілі бір қателік бар. Оны қауіпсіздік нүктелері әдісінің есептеу формуласынан көруге болады және батареяның бастапқы қуаты есептеу нәтижелерінің дәлдігіне үлкен әсер етеді. Токты өлшеудің дәлдігін жақсарту үшін әдетте жоғары өнімді ток сенсорлары өлшенеді, бірақ бұл көбейтіледі.

Осы мақсатта көптеген ғалымдар ашық тізбектегі кернеу әдісін қолданды, ал қолданбалы қауіпсіздік интегралдық әдісі екеуімен біріктірілген. Ашық тізбектегі кернеу әдісі аккумулятордың бастапқы заряд күйін бағалау үшін қолданылады, ал біріктірілген түзету әдісі нақты уақытта қолданылады және есептеу дәлдігін жақсарту үшін түзету коэффициенттерін қосады. 4 Кальман сүзу әдісі Кальман сүзу алгоритмі статистикалық бағалау категориясына жататын уақыттық домен күйінің кеңістік теориясының минималды эквивалентті бағасы, ал макросы бақылау сигналына шу әсерін азайту және жою болып табылады.

Өзегі ең жақсы. Жүйенің кірісі алғышарт негізіндегі күй айнымалылары үшін жарамды деп есептеледі. Бұл алгоритмнің негізгі принципі шу мен сигналдың күй кеңістігінің моделін алгоритмдік модель ретінде, өлшенген кезде ағымдағы уақыттың байқалатын мәні мен алдыңғы уақыттың болжалды мәнін пайдалану және күй айнымалысының бағалауын жаңарту болып табылады.

Карман сүзу алгоритмі литий-иондық аккумулятор зарядының елеулі күйін болжайды және алдын ала болжамның мәнін түзету үшін өлшенген кернеу мәнін пайдаланады. Кальман фильтрлеу әдісінің артықшылығы - компьютер нақты уақыт режимінде деректерді оперативті өңдеуге жарамды, қолдану ауқымы кең, сызықты емес жүйелер үшін қолдануға болады және көлік жүргізу кезінде электр көліктерінің заряд күйін болжауға жақсы әсер етеді. Кальман сүзу әдісінің кемшілігі батарея моделінің дәлдігі тәуелді болып табылады, алгоритм болжау нәтижелерінің дәлдігі мен дәлдігін жақсарту үшін сенімді батарея моделін құру.

Сонымен қатар, Калман сүзгілеу әдісінің алгоритмі күрделірек, сондықтан оның есептеу көлемі салыстырмалы түрде үлкен және ол оператордың жоғары өнімділігіне ие. 5 Нейрондық желінің неврологиялық желісінің мақсаты - параллель құрылым және күшті оқу қабілеті арқылы деректер өрнекті алу және сыртқы қоздырылған кезде сәйкес шығыс реакциясын бере алатын және жақсы сызықтық емес картаны жасай алатын адам интеллектінің мінез-құлқын имитациялау. Нейрондық желі әдісінің принципі литий-иондық аккумулятордың күйіне қолданылады: жаттығу үлгісі ретінде көптеген сәйкес кернеулердің, токтардың және батареяның заряд күйінің деректері сияқты сыртқы деректер пайдаланылады және нейрондық желідегі ақпараттың алға бағыты.

Болжамды заряд күйі аккумулятордың заряд күйін болжау мәнін алу үшін жаңа деректерді енгізу арқылы жобалық талаптардың қателік диапазонына жеткенде таралу және қателерді беру қайталанатын оқыту мен өзгертудің кері таралуы. Нейрондық желі әдісінің артықшылығын әртүрлі батареялардың оң күйін бағалау үшін бағалауға болады. Ол кеңінен қолданылады.

Арнайы математикалық модельді құрмаңыз. Батареядағы күрделі химиялық өзгерістерді ескермеңіз, тек сәйкес үлгіні таңдап, жақсырақ нейрондық желі үлгісін орнатыңыз, үлгі деректері неғұрлым көп болса, оны бағалау дәлдігі соғұрлым жоғары болады; батареяның зарядталған күйін кез келген уақытта анықтауға болады. Нейрондық желі әдісінің кемшілігі мынада: деректер үлгілерінің дәлдігі, үлгі сыйымдылығы және үлгінің таралуы, үлгі сыйымдылығы және үлгіні тарату және оқыту әдістері батареяның батареясына қатты әсер етеді.

Үшіншіден, бірнеше маңызды литий-ионды батарея зарядтарының ағымдағы болжау әдісімен қарапайым кіріспе үшін осы мақаланы қорытындылау және олардың сәйкес артықшылықтары мен кемшіліктерін егжей-тегжейлі талдайды. Қазіргі уақытта интеграциялық әдіс әлі де ең көп қолданылатын оң күйді болжау әдісі болып табылады. Дегенмен, қауіпсіздік нүктесінің қауіпсіздік нүктелерінің шектеулеріне байланысты, ол көбінесе ашық тізбектегі кернеулер сияқты басқа әдістермен және литий-ионды батареяның бастапқы зарядын тексерудің басқа әдістерімен аяқталады.

Даму тенденциялары тұрғысынан литий-иондық аккумулятордың зарядталған күйін болжау факторлары барған сайын жан-жақты және қолданылатын болжау әдістері көбінесе болжау нәтижелерін дәлірек ететін бірнеше әдістерді кешенді қолдану болып табылады. Сонымен қатар, қазіргі уақытта ол зарядталған электр қуатын болжау дәлдігін одан әрі жақсарту үшін нақтыға жақынырақ литий-иондық аккумулятордың эквивалентті схемасын жасауда.