Батареяның динамикалық SOC бағалау әдісі?

作者：Iflowpower – Kaasaskantava elektrijaama tarnija

Батарея технологиясы дамыған кезден бастап SOC бағалау үшін қолданылатын әдістердің көптеген түрлері пайда болды. Тек дәстүрлі тоқтың біріктірілген әдістері, аккумулятордың ішкі кедергісі, разрядты сынау әдістері, ашық тізбектегі кернеу әдістері, жүктеме кернеулері және Калман сүзгісінің инновациялық әдістері бар. Бұлыңғыр логикалық теория және нейрондық желі және т.б.

Қазіргі уақытта бұл аккумуляторды басқару жүйесі саласындағы кең таралған SOC бағалау әдістерінің бірі және мәні жинақтау немесе зарядсыздандыру арқылы жинақтау немесе зарядсыздандыру арқылы электр энергиясын жинақтау немесе разрядтау арқылы батареяның SOC-ын бағалау болып табылады. Бұл ретте зарядсыздандыру жылдамдығына және батарея температурасына сәйкес. Есептелген SOC үшін белгілі бір өтемақы.

Егер аккумулятор бастапқы зарядтау және зарядсыздану күйінде болғанда аккумулятор SOCT0 ретінде анықталса, T кейін батареяның қалған сыйымдылығы SOC: q, Q батареяның номиналды сыйымдылығы, ал N зарядтау және разряд тиімділігі, оны кулон тиімділігі деп те атайды, оның мәні Батарея зарядының және разрядының жылдамдығы анықталады, I - T тогы. Ағымдағы біріктірілген әдіс басқа SOC бағалау әдістеріне қарағанда салыстырмалы түрде қарапайым және сенімді, ал батареяның SOC мәнін динамикалық түрде бағалауға болады, сондықтан ол кеңінен қолданылады. Дегенмен, бұл әдістің де екі шектеуі бар: бірінші, ағымдағы интегралдық әдіс алдын ала аккумулятордың бастапқы SOC мәнін талап етеді және бағалау қателігін мүмкіндігінше аз ету үшін батареяға немесе одан шығатын токты дәл жинайды; екіншіден, бұл әдіс тек аккумулятордың сыртқы ерекшелігіне негізделген және аккумулятордың өзін-өзі разрядтау жылдамдығы, ескіру дәрежесі және батареяның SOC заряды мен зарядсыздану коэффициенті белгілі бір дәрежеде еленбейді.

Ұзақ мерзімді пайдалану өлшеу қателігінің кеңеюіне де себеп болуы мүмкін, сондықтан оны енгізу қажет Байланысты түзету коэффициенттері Жинақтау қателерін түзетіңіз. (2) Разрядты сынау әдісі Зарядтауды тексеру әдісі батареяның өшіру кернеуіне дейін үздіксіз тұрақты ток разрядты разрядтау болып табылады, осы разряд процесі үшін пайдаланылатын уақытты разряд тоғының өлшем мәніне, яғни батареяның қалған сыйымдылығына көбейтіңіз. Әдіс әдетте бұл әдісті батареяның SOC калибрлеу әдісі ретінде немесе аккумуляторға кеш техникалық қызмет көрсетуде пайдаланады және салыстырмалы түрде қарапайым, сенімді және нәтиже батареяның SOC мәнін білмей-ақ салыстырмалы түрде дәл болады.

Барлығы тиімді. Бірақ разрядты сынау әдісінде екі кемшілік бар: Біріншіден, бұл әдістің сынақ процесі көп уақытты қажет етеді; екіншіден, бұл әдісті пайдаланған кезде мақсатты аккумуляторды электрлік көліктен алып тастау қажет, сондықтан бұл әдісті жұмыс күйіндегі қуат батареясын есептеу үшін пайдалану мүмкін емес. (3) Ашық тізбектегі кернеу әдісі батареяның ашылатын кернеуі мен OCVOTAGE, OCV) және батареяның ішкі литий-ион концентрациясы арасындағы өзгеріс қатынасына негізделген және онымен және батареяның SOC арасындағы сәйкес қатынасқа жанама түрде сәйкес келеді.

Нақты жұмысты орындау кезінде аккумуляторды зарядсыздану тоқтатылғанға дейін (әдетте 1c) бекітілген разряд коэффициентімен толтырғаннан кейін аккумуляторды зарядсыздандыру қажет, ал OCV мен SOC арасындағы байланыс разряд процесіне сәйкес алынған. Батарея нақты жұмыс күйінде болғанда, батареяның екі жағындағы кернеу мәніне сәйкес OCV-SoC реляциялық кестесін табу арқылы ағымдағы батареяның SOC мәнін алуға болады. Әдіс әртүрлі аккумуляторлар үшін тиімді болғанымен, оның өзіндік ақаулары да бар: Біріншіден, мақсатты батареяны OCV өлшеу алдында 1 сағаттан артық тұруға рұқсат беру керек, осылайша тұрақты соңғы кернеуді алу үшін батареядағы ішкі электролит біркелкі бөлінеді; екіншіден, аккумулятор әртүрлі температурада немесе әртүрлі қызмет мерзімінде, ашық тізбек бірдей болса да, шын мәнінде SOC әртүрлі болуы мүмкін және өлшеу нәтижесі бұл әдісті ұзақ уақыт бойы пайдаланудың толық дәлдігіне кепілдік бермейді.

Сондықтан ашық тізбектегі кернеу әдісі разрядты тексеру әдісімен бірдей, жұмыс істеп тұрған батареяның SOC бағалауына қолданылмайды. (4) Кальман сүзу әдісі KALMAN сүзу әдісі 1960-жылдары "Сызықтық сүзу және болжау теориясының жаңа жетістіктерінде" сүзілген оңтайландырылған өзіндік регрессия деректерінің жаңа түрі болып табылады. алгоритм.

Алгоритмнің мәні мынада: күрделі динамикалық жүйенің күйін минималды орташа мәндер принципі бойынша күрделі динамикалық жүйенің күйі үшін оңтайландыруға болады. Сызықты емес динамикалық жүйелер Кальман сүзгілеу әдісінде жүйенің күй кеңістігі моделіне сызықтық болады. Нақты қолданба болған кезде жүйе ағымдағы уақыттың бақыланатын мәнімен, содан кейін ағымдағы уақыттың бақыланатын мәнімен жаңартылады.

Кездейсоқ жүйенің ауытқуы мен кедергісін жою «Болжау – Өлшеу – Түзетілген» режимі. Күш тізбегінің SOC мәнін Калман сүзгілеу әдісімен бағалағанда, аккумулятор қуат жүйесі түріндегі мемлекеттік кеңістік моделіне түрленеді, ал SOC модель ішіндегі күй айнымалысына айналады. Белгіленген жүйе сызықтық дискретті жүйе болып табылады.

Кальман сүзгілеу әдісі жүйенің бастапқы қатесін түзетіп қана қоймайды, ол жүйелік шуды тиімді түрде баса алады, сондықтан жұмыс жағдайында электрлік көліктің қуат батареяларын SOC бағалауында маңызды қолданбалы мән бар. Дегенмен, әдісте екі нүктелік ақаулар да бар: біріншіден, Кальман сүзу әдісі SOC дәлдігін бағалайды, негізінен батарея моделінің дәлдігіне байланысты, жұмыс сипаттамаларының өзі жоғары сызықты емес қуат батареясы болып табылады, Кальман сүзу әдісінде Сызықтықтандырудан кейін қатенің болмауы сөзсіз, ал егер модель орнатылған болса, болжанатын нәтиже міндетті түрде сенімді емес; екіншіден, қолданылатын әдіс өте күрделі, есептеу көлемі өте үлкен және есептелген есептеу кезеңі ұзағырақ және Аппараттық құрал өнімділігіне қойылатын талаптар. (5) Нейрондық желі әдісі нейрондық желі әдісі аналогтық адам миы және оның нейроны сызықты емес жүйелер үшін алгоритмнің жаңа түрімен жұмыс істеу үшін пайдаланылады.

Ол аккумулятордың ішкі құрылымын терең зерттеуді қажет етпейді, тек мақсатты батареядан көптеген жұмыс сипаттамаларын алдын ала алу керек. Шығару үлгісінен орындалатын SOC мәнін енгізіңіз және оны әдіс арқылы орнатылған жүйеге енгізіңіз. Әдіс кейінгі өңдеуде салыстырмалы түрде қарапайым, яғни батарея моделін желілік ету үшін Калман сүзу әдісінің қателігін тиімді болдырмайды және нақты уақытта аккумулятордың динамикалық параметрлерін ала алады.

Дегенмен, нейрондық желі әдісінің алдын ала жұмыс көлемі салыстырмалы түрде үлкен және жүйені оқыту үшін көбірек және жан-жақты мақсатты үлгі деректерінің үлкен саны қажет. Оқыту деректері мен оқыту әдісі негізінен SOC бағалау дәлдігіне әсер етеді. Сонымен қатар, батарея температурасының, өздігінен зарядсыздану коэффициентінің және батареяның қартаюының күрделі әрекеті кезінде бұл әдіс ұзақ уақыт бойы бірдей батареялар жиынтығының SOC мәнін бағалау үшін қолданылады және оның дәлдігі де үлкен жеңілдік болады.

Сондықтан бұл әдіс қуат батареясының SOC бағалау жұмысында өте кең таралған емес.