Dynamiczna metoda szacowania stanu naładowania akumulatora?

Awdur: Iflowpower - Mofani oa Seteishene sa Motlakase se nkehang

Od momentu rozwoju technologii akumulatorów opracowano wiele metod służących do szacowania stanu naładowania baterii. Dostępne są jedynie tradycyjne metody zintegrowanego pomiaru prądu, pomiaru rezystancji wewnętrznej akumulatora, metody pomiaru rozładowania, metody pomiaru napięcia w obwodzie otwartym, napięcia obciążenia oraz bardziej innowacyjne metody filtrowania Kalmana. Teoria logiki rozmytej i sieci neuronowe itp.

Obecnie jest to jedna z bardziej powszechnych metod szacowania stanu naładowania akumulatora w systemach zarządzania akumulatorami. Jej istotą jest szacowanie stanu naładowania akumulatora poprzez gromadzenie lub rozładowywanie energii elektrycznej. Jednocześnie, w zależności od szybkości rozładowania i temperatury akumulatora. Pewna rekompensata za szacowany SOC.

Jeżeli akumulator jest zdefiniowany jako SOCT0, gdy akumulator znajduje się w początkowym stanie ładowania i rozładowania, wówczas pozostała pojemność akumulatora SOC po T wynosi: q, gdzie Q to znamionowa pojemność akumulatora, a N to wydajność ładowania i rozładowywania, zwana również wydajnością kulombowską, jej wartość to szybkość ładowania i rozładowywania akumulatora, I to prąd T. Obecna zintegrowana metoda jest stosunkowo prosta i niezawodna w porównaniu z innymi metodami szacowania stanu naładowania akumulatora. Ponadto wartość stanu naładowania akumulatora można szacować dynamicznie, dlatego jest ona powszechnie stosowana. Metoda ta ma jednak dwa ograniczenia. Po pierwsze, metoda całkowania prądu wymaga wcześniejszej znajomości początkowej wartości SOC akumulatora i dokładnie mierzy prąd płynący do lub z akumulatora, aby błąd oszacowania był jak najmniejszy. Po drugie, metoda ta opiera się wyłącznie na zewnętrznych cechach akumulatora, a szybkość samorozładowania akumulatora, stopień starzenia oraz współczynnik ładowania i rozładowania SOC akumulatora są w pewnym stopniu ignorowane.

Długotrwałe użytkowanie może również spowodować zwiększenie błędu pomiaru, dlatego konieczne jest wprowadzenie powiązanych współczynników korekcyjnych w celu skorygowania błędów akumulacji. (2) Metoda badania rozładowania Metoda badania rozładowania polega na ciągłym rozładowywaniu stałym prądem aż do osiągnięcia napięcia odcięcia akumulatora, a następnie pomnożeniu czasu trwania procesu rozładowania przez wartość prądu rozładowania, czyli pozostałą pojemność akumulatora. Metoda ta jest zazwyczaj wykorzystywana jako metoda kalibracji stopnia naładowania akumulatora lub podczas późniejszej konserwacji akumulatora; jest ona stosunkowo prosta, niezawodna, a wynik jest stosunkowo dokładny bez konieczności znajomości wartości stopnia naładowania akumulatora.

Wszystko skutecznie. Metoda testowania rozładowania ma jednak dwie wady. Po pierwsze, proces testowania tą metodą jest czasochłonny. Po drugie, podczas korzystania z tej metody konieczne jest wyjęcie akumulatora docelowego z pojazdu elektrycznego, więc nie można jej użyć do obliczenia mocy akumulatora w stanie roboczym. (3) Metoda napięcia obwodu otwartego opiera się na zmiennym związku między napięciem otwarcia akumulatora a napięciem OCV (OCV) i wewnętrznym stężeniem jonów litowych akumulatora, a także pośrednio dopasowuje odpowiednią zależność między nią a stopniem naładowania akumulatora.

Podczas rzeczywistej eksploatacji konieczne jest rozładowanie akumulatora po jego napełnieniu przy stałym współczynniku rozładowania (zwykle 1c) aż do zatrzymania rozładowania, a zależność między OCV i SOC uzyskuje się na podstawie procesu rozładowania. Kiedy akumulator znajduje się w stanie rzeczywistej pracy, aktualny stan naładowania akumulatora można uzyskać, wyszukując tabelę relacyjną OCV-SoC na podstawie wartości napięcia na obu końcach akumulatora. Chociaż metoda ta jest skuteczna w przypadku różnych akumulatorów, ma też wady. Po pierwsze, akumulator docelowy musi być odstawiony na ponad 1 godzinę przed pomiarem napięcia OCV, co pozwala na równomierne rozprowadzenie wewnętrznego elektrolitu w akumulatorze i uzyskanie stabilnego napięcia końcowego. Po drugie, akumulator znajduje się w różnych temperaturach lub ma różny okres eksploatacji. Mimo że obwód otwarty jest taki sam, rzeczywisty stan naładowania może się różnić, a wynik pomiaru nie musi być całkowicie dokładny podczas długotrwałego stosowania tej metody.

Dlatego metoda pomiaru napięcia w obwodzie otwartym jest taka sama jak metoda pomiaru rozładowania i nie ma zastosowania do szacowania stopnia naładowania akumulatora. (4) Metoda filtrowania Kalmana Metoda filtrowania Kalmana to nowy typ zoptymalizowanych danych autoregresji opracowany w latach 60. XX wieku w ramach „Nowych osiągnięć teorii filtrowania liniowego i prognozowania”. algorytm.

Istotą algorytmu jest to, że stan złożonego układu dynamicznego można zoptymalizować zgodnie ze stanem złożonego układu dynamicznego zgodnie z zasadą minimalnych średnich. Nieliniowe układy dynamiczne będą liniowe w modelu przestrzeni stanu układu w metodzie filtrowania Kalmana. Podczas rzeczywistej aplikacji system jest aktualizowany obserwowaną wartością bieżącego czasu, a następnie obserwowaną wartością bieżącego czasu.

Tryb „Prognoza – Pomiar – Korygowane” eliminujący odchylenia i zakłócenia losowe układu. Gdy stan naładowania układu napędowego zostanie oszacowany za pomocą metody filtrowania Kalmana, akumulator zostanie przekształcony w model przestrzeni stanów w formie układu zasilania, a stan naładowania stanie się zmienną stanu wewnątrz modelu. Ustalony układ jest liniowym układem dyskretnym.

Ponieważ metoda filtrowania Kalmana nie tylko koryguje początkowy błąd układu, ale również może skutecznie tłumić szumy układu, jest ona istotna w szacowaniu stanu naładowania akumulatorów pojazdów elektrycznych w warunkach eksploatacyjnych. Jednak metoda ta ma również dwa defekty punktowe: po pierwsze, metoda filtrowania Kalmana szacuje dokładność SOC w dużym stopniu od dokładności modelu baterii, a same charakterystyki robocze są wysoce nieliniowe. W metodzie filtrowania Kalmana po linearyzacji nieuchronnie nie ma błędu, a jeśli model jest ustalony, szacowany wynik nie jest koniecznie wiarygodny. Po drugie, zastosowana metoda jest bardzo skomplikowana, ilość obliczeń jest niezwykle duża, a obliczony okres obliczeniowy jest dłuższy, a wymagania dotyczące wydajności sprzętu. (5) Metoda sieci neuronowych Metoda sieci neuronowych to analogia ludzkiego mózgu i jego neuronów wykorzystywana do radzenia sobie z nowym typem algorytmu dla układów nieliniowych.

Nie wymaga to dogłębnych badań wewnętrznej struktury akumulatora, a jedynie wcześniejszego wyodrębnienia dużej liczby charakterystyk roboczych docelowego akumulatora. Wprowadź wartość SOC do przebiegu z próbki wyjściowej i wprowadź ją do systemu utworzonego za pomocą tej metody. Metoda ta jest stosunkowo prosta w dalszym przetwarzaniu, tzn. może skutecznie uniknąć błędu metody filtrowania Kalmana, aby utworzyć model baterii jako liniowość i umożliwia uzyskanie parametrów dynamicznych baterii w czasie rzeczywistym.

Jednakże objętość danych wstępnych metody sieci neuronowych jest stosunkowo duża, a do wytrenowania systemu wymagana jest duża liczba bardziej kompleksowych danych z próby docelowej. Metoda trenowania danych i treningu ma duży wpływ na dokładność szacowania SOC. Ponadto, biorąc pod uwagę złożone działanie temperatury akumulatora, współczynnika samorozładowania i starzenia się akumulatora, metoda ta służy do szacowania wartości SOC tego samego zestawu akumulatorów przez długi czas, a jej dokładność będzie również znacznie obniżona.

Dlatego też metoda ta nie jest zbyt powszechnie stosowana w pracach mających na celu oszacowanie stanu naładowania akumulatora.