ഡൈനാമിക് ബാറ്ററി SOC കണക്കാക്കൽ രീതി?

著者：Iflowpower – Lieferant von tragbaren Kraftwerken

ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിപ്പിച്ചതിനുശേഷം, SOC കണക്കാക്കാൻ നിരവധി രീതികൾ ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്. പരമ്പരാഗത കറന്റ് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് രീതികൾ, ബാറ്ററി ഇന്റേണൽ റെസിസ്റ്റൻസ്, ഡിസ്ചാർജ് ടെസ്റ്റ് രീതികൾ, ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജ് രീതികൾ, ലോഡ് വോൾട്ടേജുകൾ, കൂടുതൽ നൂതനമായ കൽമാൻ ഫിൽട്ടറിംഗ് രീതികൾ എന്നിവ മാത്രമേയുള്ളൂ. ഫസി ലോജിക്കൽ സിദ്ധാന്തവും ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്കിംഗും മുതലായവ.

ബാറ്ററി മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ മേഖലയിൽ നിലവിൽ ഏറ്റവും സാധാരണമായ SOC കണക്കാക്കൽ രീതികളിൽ ഒന്നാണിത്, കൂടാതെ വൈദ്യുതി ശേഖരിക്കുന്നതിലൂടെയോ ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെയോ ബാറ്ററിയുടെ SOC കണക്കാക്കുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ സാരം. അതേ സമയം, ഡിസ്ചാർജ് നിരക്കും ബാറ്ററി താപനിലയും അനുസരിച്ച്. കണക്കാക്കിയ SOC യ്ക്ക് ഒരു നിശ്ചിത നഷ്ടപരിഹാരം.

ചാർജ്ജ്, ഡിസ്ചാർജ് പ്രാരംഭ അവസ്ഥയിൽ ബാറ്ററി ഇനീഷ്യൽ ആയിരിക്കുമ്പോൾ ബാറ്ററിയെ SOCT0 എന്ന് നിർവചിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, T ന് ശേഷമുള്ള ബാറ്ററി ശേഷി SOC: q, Q എന്നത് ബാറ്ററി റേറ്റുചെയ്ത ശേഷിയാണ്, N എന്നത് ചാർജ്, ഡിസ്ചാർജ് കാര്യക്ഷമതയാണ്, ഇതിനെ കൂലോംബ് കാര്യക്ഷമത എന്നും വിളിക്കുന്നു, അതിന്റെ മൂല്യം ബാറ്ററി ചാർജും ഡിസ്ചാർജ് നിരക്കും നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു, I എന്നത് T യുടെ കറന്റാണ്. നിലവിലുള്ള സംയോജിത രീതി മറ്റ് SOC കണക്കാക്കൽ രീതികളെ അപേക്ഷിച്ച് താരതമ്യേന ലളിതവും വിശ്വസനീയവുമാണ്, കൂടാതെ ബാറ്ററിയുടെ SOC മൂല്യം ചലനാത്മകമായി കണക്കാക്കാൻ കഴിയും, അതിനാൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ രീതിക്ക് രണ്ട് പരിമിതികളുമുണ്ട്: ഒന്ന്, കറന്റ് ഇന്റഗ്രൽ രീതിക്ക് ബാറ്ററിയുടെ പ്രാരംഭ SOC മൂല്യം മുൻകൂട്ടി ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ കണക്കാക്കൽ പിശക് കഴിയുന്നത്ര ചെറുതാക്കുന്നതിന് ബാറ്ററിയിലേക്കോ പുറത്തേക്കോ ഒഴുകുന്ന കറന്റ് കൃത്യമായി ശേഖരിക്കുന്നു; രണ്ടാമത്തേത്, ബാറ്ററിയുടെ ബാഹ്യ സവിശേഷതയെ മാത്രം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് ഈ രീതി, കൂടാതെ ബാറ്ററി സെൽഫ്-ഡിസ്ചാർജ് നിരക്ക്, വാർദ്ധക്യത്തിന്റെ അളവ്, ബാറ്ററി SOC യുടെ ചാർജ്, ഡിസ്ചാർജ് അനുപാതം എന്നിവ ഒരു പരിധിവരെ അവഗണിക്കപ്പെടുന്നു.

ദീർഘകാല ഉപയോഗം അളക്കൽ പിശക് വികസിക്കുന്നതിനും കാരണമാകും, അതിനാൽ അനുബന്ധ തിരുത്തൽ ഗുണകങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ശരിയായ ശേഖരണ പിശകുകൾ. (2) ഡിസ്ചാർജ് ടെസ്റ്റ് രീതി ബാറ്ററിയുടെ കട്ട്ഓഫ് വോൾട്ടേജ് വരെ തുടർച്ചയായ സ്ഥിരമായ കറന്റ് ഡിസ്ചാർജ് ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുക എന്നതാണ് ഡിസ്ചാർജ് ടെസ്റ്റ് രീതി, ഈ ഡിസ്ചാർജ് പ്രക്രിയ ഉപയോഗിക്കുന്ന സമയത്തെ ഡിസ്ചാർജ് കറന്റിന്റെ വലുപ്പ മൂല്യം കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക, അതായത് ബാറ്ററിയുടെ ശേഷിക്കുന്ന ശേഷി. ബാറ്ററി SOC യുടെ കാലിബ്രേഷൻ രീതിയായോ അല്ലെങ്കിൽ ബാറ്ററിയുടെ വൈകിയുള്ള അറ്റകുറ്റപ്പണികൾക്കോ ​​ആയിട്ടാണ് ഈ രീതി സാധാരണയായി ഈ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നത്, കൂടാതെ ഇത് താരതമ്യേന ലളിതവും വിശ്വസനീയവുമാണ്, കൂടാതെ ബാറ്ററി SOC മൂല്യം അറിയാതെ തന്നെ ഫലം താരതമ്യേന കൃത്യവുമാണ്.

എല്ലാം ഫലപ്രദമായി. എന്നിരുന്നാലും, ഡിസ്ചാർജ് ടെസ്റ്റ് രീതിയിൽ രണ്ട് പോരായ്മകളുണ്ട്: ഒന്നാമതായി, ഈ രീതിയുടെ പരീക്ഷണ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ധാരാളം സമയം ആവശ്യമാണ്; രണ്ടാമതായി, ഈ രീതി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഇലക്ട്രിക് വാഹനത്തിൽ നിന്ന് ടാർഗെറ്റ് ബാറ്ററി നീക്കം ചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, അതിനാൽ പ്രവർത്തന നിലയിലുള്ള പവർ ബാറ്ററി കണക്കാക്കാൻ ഈ രീതി ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയില്ല. (3) ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജ് രീതി ബാറ്ററിയുടെ ഓപ്പണിംഗ് വോൾട്ടേജും OCVOTAGE (OCV) യും തമ്മിലുള്ള മാറ്റ ബന്ധത്തെയും ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക ലിഥിയം അയോൺ സാന്ദ്രതയെയും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, കൂടാതെ അതും ബാറ്ററി SOC യും തമ്മിലുള്ള അനുബന്ധ ബന്ധത്തെ പരോക്ഷമായി യോജിക്കുന്നു.

യഥാർത്ഥ പ്രവർത്തനം നടത്തുമ്പോൾ, ഡിസ്ചാർജ് നിർത്തുന്നത് വരെ ബാറ്ററി ഒരു നിശ്ചിത ഡിസ്ചാർജ് അനുപാതത്തിൽ (സാധാരണയായി 1c) നിറച്ച ശേഷം ബാറ്ററി ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ ഡിസ്ചാർജ് പ്രക്രിയ അനുസരിച്ച് OCV-യും SOC-യും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ലഭിക്കും. ബാറ്ററി യഥാർത്ഥ പ്രവർത്തന നിലയിലായിരിക്കുമ്പോൾ, ബാറ്ററിയുടെ രണ്ടറ്റത്തുമുള്ള വോൾട്ടേജ് മൂല്യം അനുസരിച്ച് OCV-SoC റിലേഷണൽ പട്ടിക കണ്ടെത്തി നിലവിലെ ബാറ്ററി SOC ലഭിക്കും. വ്യത്യസ്ത ബാറ്ററികൾക്ക് ഈ രീതി ഫലപ്രദമാണെങ്കിലും, ഇതിന് സ്വയം വൈകല്യങ്ങളും ഉണ്ട്: ഒന്നാമതായി, OCV അളക്കുന്നതിന് മുമ്പ് ടാർഗെറ്റ് ബാറ്ററി 1 മണിക്കൂറിൽ കൂടുതൽ നിൽക്കാൻ അനുവദിക്കണം, അതുവഴി സ്ഥിരതയുള്ള എൻഡ് വോൾട്ടേജ് ലഭിക്കുന്നതിന് ബാറ്ററിയിലെ ആന്തരിക ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഏകതാനമായി വിതരണം ചെയ്യണം; രണ്ടാമതായി, ബാറ്ററി വ്യത്യസ്ത താപനിലകളിലോ വ്യത്യസ്ത ആയുസ്സിലോ ആണ്, ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ട് ഒന്നുതന്നെയാണെങ്കിലും, യഥാർത്ഥത്തിൽ SOC വ്യത്യാസപ്പെടാം, കൂടാതെ ഈ രീതിയുടെ ദീർഘകാല ഉപയോഗത്തിലൂടെ അളക്കൽ ഫലം പൂർണ്ണമായും കൃത്യമാണെന്ന് ഉറപ്പുനൽകുന്നില്ല.

അതിനാൽ, ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജ് രീതി ഡിസ്ചാർജ് ടെസ്റ്റ് രീതിക്ക് സമാനമാണ്, പ്രവർത്തിക്കുന്ന ബാറ്ററി SOC എസ്റ്റിമേഷന് ഇത് ബാധകമല്ല. (4) കൽമാൻ ഫിൽട്ടറിംഗ് രീതി 1960 കളിലെ "ലീനിയർ ഫിൽട്ടറിംഗിന്റെയും പ്രവചന സിദ്ധാന്തത്തിന്റെയും പുതിയ നേട്ടങ്ങൾ" എന്നതിൽ ഫിൽട്ടർ ചെയ്ത ഒരു പുതിയ തരം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത സ്വയം-റിഗ്രഷൻ ഡാറ്റയാണ് കൽമാൻ ഫിൽട്ടറിംഗ് രീതി. അൽഗോരിതം.

അൽഗോരിതത്തിന്റെ സാരാംശം, മിനിമം മീൻ‌വൺസ് തത്വമനുസരിച്ച് സങ്കീർണ്ണമായ ഡൈനാമിക് സിസ്റ്റത്തിന്റെ അവസ്ഥയെ സങ്കീർണ്ണമായ ഡൈനാമിക് സിസ്റ്റത്തിന്റെ അവസ്ഥയ്ക്ക് അനുസൃതമായി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും എന്നതാണ്. കൽമാൻ ഫിൽട്ടറിംഗ് രീതിയിൽ നോൺ-ലീനിയർ ഡൈനാമിക് സിസ്റ്റങ്ങൾ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഒരു സ്റ്റേറ്റ് സ്പേസ് മോഡലിലേക്ക് ലീനിയർ ആയിരിക്കും. യഥാർത്ഥ ആപ്ലിക്കേഷൻ നടത്തുമ്പോൾ, നിലവിലുള്ള സമയത്തിന്റെ നിരീക്ഷിച്ച മൂല്യം സിസ്റ്റം അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്യുന്നു, തുടർന്ന് നിലവിലുള്ള സമയത്തിന്റെ നിരീക്ഷിച്ച മൂല്യം.

"പ്രവചനം - അളക്കൽ - ശരിയാക്കി" മോഡ്, ക്രമരഹിതമായ സിസ്റ്റത്തിന്റെ വ്യതിയാനവും ഇടപെടലും ഇല്ലാതാക്കുന്നു. കൽമാൻ ഫിൽട്ടറിംഗ് രീതി ഉപയോഗിച്ച് പവർട്രെയിനിന്റെ SOC കണക്കാക്കുമ്പോൾ, ബാറ്ററി ഒരു പവർ സിസ്റ്റത്തിന്റെ രൂപത്തിൽ ഒരു സ്റ്റേറ്റ് സ്പേസ് മോഡലാക്കി മാറ്റുകയും, മോഡലിനുള്ളിൽ SOC ഒരു സ്റ്റേറ്റ് വേരിയബിളായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു. സ്ഥാപിതമായ സിസ്റ്റം ഒരു രേഖീയ ഡിസ്ക്രീറ്റ് സിസ്റ്റമാണ്.

കൽമാൻ ഫിൽട്ടറിംഗ് രീതി സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രാരംഭ പിശക് തിരുത്തുക മാത്രമല്ല, സിസ്റ്റം ശബ്ദത്തെ ഫലപ്രദമായി അടിച്ചമർത്താനും കഴിയും, അതിനാൽ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രിക് വാഹന പവർ ബാറ്ററികളുടെ SOC എസ്റ്റിമേഷനിൽ ഗണ്യമായ ഒരു ആപ്ലിക്കേഷൻ മൂല്യമുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ രീതിക്ക് രണ്ട് പോയിന്റ് പോരായ്മകളും ഉണ്ട്: ഒന്ന്, കൽമാൻ ഫിൽട്ടറിംഗ് രീതി എസ്‌ഒസിയുടെ കൃത്യത പ്രധാനമായും ബാറ്ററി മോഡലിന്റെ കൃത്യതയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് കണക്കാക്കുന്നു, പ്രവർത്തന സവിശേഷതകൾ തന്നെ വളരെ നോൺ-ലീനിയർ പവർ ബാറ്ററിയാണ്, കൽമാൻ ഫിൽട്ടറിംഗ് രീതിയിൽ. രേഖീയവൽക്കരണത്തിന് ശേഷം, ഒരു പിശകും ഉണ്ടാകാതിരിക്കേണ്ടത് അനിവാര്യമാണ്, കൂടാതെ മോഡൽ സ്ഥാപിച്ചാൽ, കണക്കാക്കിയ ഫലം വിശ്വസനീയമല്ല; രണ്ടാമത്തേത്, ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന രീതി വളരെ സങ്കീർണ്ണമാണ്, കണക്കുകൂട്ടലിന്റെ അളവ് വളരെ വലുതാണ്, കണക്കാക്കിയ കണക്കുകൂട്ടൽ കാലയളവ് കൂടുതലാണ്, ഹാർഡ്‌വെയർ പ്രകടന ആവശ്യകതകൾ. (5) ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് രീതി ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് രീതി എന്നത് മനുഷ്യ തലച്ചോറിന്റെയും അതിന്റെ ന്യൂറോണിന്റെയും ഒരു പുതിയ തരം അൽഗോരിതം കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു അനലോഗ് ആണ്, ഇത് നോൺലീനിയർ സിസ്റ്റങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക ഘടനയെക്കുറിച്ച് ആഴത്തിലുള്ള ഗവേഷണം ഇതിന് ആവശ്യമില്ല, ലക്ഷ്യ ബാറ്ററിയിൽ നിന്ന് മുൻകൂട്ടി ധാരാളം പ്രവർത്തന സവിശേഷതകൾ വേർതിരിച്ചെടുക്കുക മാത്രമാണ് ചെയ്യുന്നത്. ഔട്ട്‌പുട്ട് സാമ്പിളിൽ നിന്നുള്ള റണ്ണിൽ SOC മൂല്യം നൽകി, രീതി ഉപയോഗിച്ച് സ്ഥാപിച്ച സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് അത് ഇൻപുട്ട് ചെയ്യുക. പിന്നീടുള്ള പ്രോസസ്സിംഗിൽ ഈ രീതി താരതമ്യേന ലളിതമാണ്, അതായത്, ബാറ്ററി മോഡൽ ലീനിയറൈസേഷനായി നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള കൽമാൻ ഫിൽട്ടറിംഗ് രീതിയുടെ പിശക് ഫലപ്രദമായി ഒഴിവാക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും, കൂടാതെ ബാറ്ററിയുടെ ഡൈനാമിക് പാരാമീറ്ററുകൾ തത്സമയം നേടാനും കഴിയും.

എന്നിരുന്നാലും, ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് രീതിയുടെ പ്രീ-വർക്കിംഗ് വോളിയം താരതമ്യേന വലുതാണ്, കൂടാതെ സിസ്റ്റത്തെ പരിശീലിപ്പിക്കുന്നതിന് കൂടുതൽ സമഗ്രമായ ടാർഗെറ്റ് സാമ്പിൾ ഡാറ്റയുടെ ഒരു വലിയ സംഖ്യ ആവശ്യമാണ്. പരിശീലന ഡാറ്റയുടെയും പരിശീലനത്തിന്റെയും രീതി SOC യുടെ കണക്കാക്കൽ കൃത്യതയെ വലിയതോതിൽ ബാധിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ബാറ്ററി താപനില, സ്വയം ഡിസ്ചാർജ് അനുപാതം, ബാറ്ററി വാർദ്ധക്യം എന്നിവയുടെ സങ്കീർണ്ണമായ പ്രവർത്തനത്തിൽ, ഒരേ സെറ്റ് ബാറ്ററികളുടെ SOC മൂല്യം വളരെക്കാലം കണക്കാക്കാൻ ഈ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ അതിന്റെ കൃത്യതയും വലിയ കിഴിവായിരിക്കും.

അതിനാൽ, പവർ ബാറ്ററിയുടെ SOC എസ്റ്റിമേഷൻ വർക്കിൽ ഈ രീതി വളരെ സാധാരണമല്ല.