Lityum pil şarjı için tahmin yöntemlerinin karşılaştırılması şarj durumu (SOC) tahmin yöntemi karşılaştırması

著者：Iflowpower – Dodavatel přenosných elektráren

Öncelikle şarj durumu (SOC), yani şarj durumu (state ofcharge), akünün şarj durumunu ifade eder. SOC, elektrik, enerji vb. gibi farklı açılardan bakıldığında çok çeşitli anlamlara gelmektedir.

ABD İleri Pil Federasyonu&39;nun (USABC) SOC&39;si yaygın olarak kullanılmaktadır, yani belirli bir deşarj hızında kalan güç ve aynı koşullar altında nominal kapasitenin oranı. İlgili hesaplama formülü şudur: qm, sabit akım I&39;e göre akünün deşarjı sırasındaki maksimum deşarj kapasitesidir; Q (in), akünün altındaki akımın boşalması durumunda akü boşaldığında T süresindedir. İkincisi, lityum iyon pil şarj durumu tahmin yöntemi Lityum iyon pilin şarj durumu, pil yönetim sisteminin önemli parametrelerinden biridir, aynı zamanda tüm aracın şarj ve deşarj kontrol stratejisinin ve pil denge çalışmasının temelidir.

Ancak lityum iyon pilin kendi karmaşık yapısından dolayı yırtık durumu doğrudan ölçümle elde edilemez, sadece pilin iç direnci, açık devre voltajı, sıcaklık, akım vb. gibi pilin belirli dış özelliklerine bakılarak elde edilebilir. İlgili parametreler, ilgili parametrelerin kullanımı. Şarj durumu hakkında tahmin çalışmasını tamamlamak için karakteristik eğri veya hesaplama formülü.

Lityum-iyon pilin şarj durumu tahmini doğrusal değildir. Günümüzde yaygın olarak kullanılan deşarj deneyi yöntemleri arasında; açık devre gerilim yöntemi, emniyet noktaları, Kalman filtreleme yöntemi, yapay sinir ağı yöntemi vb. önemli yer tutmaktadır. 1 Deşarj deneysel deşarj deney yönteminin prensibi, aküyü sabit akımda kesintisiz deşarj durumuna getirmek, deşarj kesme gerilimine ulaştığında deşarj miktarını hesaplamaktır.

Sabit akım değerinin ön işlem değeri ve deşarj gücü değeri deşarj edildiğinde kullanılan deşarj süresi. Deşarj deneyi yöntemi genellikle pilin laboratuvar koşulları altındaki şarj durumunu tahmin eder ve birçok pil üreticisi de pili test etmek için deşarj yöntemini kullanır. Yöntemin en önemli avantajı basit olması ve tahmin doğruluğunun nispeten yüksek olmasıdır.

Dezavantajları ise şunlardır: yüklenemez, çok fazla ölçüm zamanı alır ve deşarj ölçümü sırasında aküyü kesmek gerekir, böylece akü çevrimdışı konuma getirilir, böylece çevrimiçi ölçüm yapılamaz. Sürüş halindeki elektrikli araç aküsü çalışır durumda olduğundan ve deşarj akımı sabit olmadığından bu yöntem uygulanamaz. Ancak akü revizyonu ve parametre modelinin belirlenmesinde deşarj deneyi yöntemi kullanılabilir.

2 Açık devre voltajı yöntemi Pil uzun bir süre sonra nispeten kararlıdır ve açık devre voltajı ile pilin şarj durumu arasındaki fonksiyonel ilişki de nispeten kararlıdır. Akünün şarj durum değerini elde etmek istiyorsanız, sadece akünün her iki ucundaki açık devre voltajını ölçmeniz ve OCV-SOC eğrisine göre ilgili bilgiyi elde etmeniz yeterlidir. Açık devre gerilimi yönteminin avantajı, basit bir şekilde çalıştırılması, basitçe açma gerilimi değeri kontrol karakteristik eğrisi haritasını ölçerek şarj durumu değerini elde etmektir.

Ancak birçok eksiği de var: Öncelikle doğru değerler elde edebilmek için akü voltajını nispeten stabil bir duruma getirmek gerekiyor ancak akünün çoğu zaman uzun süre beklemesine izin veriliyor, böylece gerçek zamanlı izleme gereksinimleri karşılanamıyor. Elektrikli otomobil uzun süre park ediliyor. Akünün şarj oranı farklı olduğunda, akım dalgalanmaları akü açılış voltajını değiştirdiğinden, akü takımının açık devre voltajı tutarsız olur, böylece tahmini kalan güç ile akünün gerçek kalan gücü arasında büyük sapmalar olur.

3 AmateThe Points Fransa İntegral Yasası, akünün iç kısmının kullanımını dikkate almaz, sistemin akım, zaman, sıcaklık kompanzasyonu vb. gibi bazı dış özelliklerine göre, zaman ve akımı entegre ederek, bazen bir miktar kompanzasyon ekler. Faktör, aküden akan toplam güç miktarını hesaplamak ve akünün şarj durumunu tahmin etmek için kullanılır. Günümüzde akü yönetim sistemlerinde çalışma zamanı yaygın olarak kullanılmaktadır.

Emniyet noktaları yönteminin hesaplama formülü şu şekildedir: Formül, SOC0, pilin şarj durumunun başlangıç ​​elektrik değeridir; CE, pilin nominal kapasitesidir; i(t), T anındaki pilin şarj ve deşarj akımıdır; T, şarj ve deşarj süresidir; η, şarj ve deşarj oranı katsayısıdır ve Cullen verimlilik katsayısı olarak adlandırılır, şarj ve deşarj işlemi sırasında pilin içindeki pilin güç dağılımını temsil eder ve genellikle şarj deşarjın büyütme ve sıcaklık düzeltme faktörüne dayanır. Güvenlik integral yasasının avantajı, pilin kendi sınırlamalarının nispeten küçük olması, hesaplama yönteminin basit, güvenilir olması ve pilin şarj durumu hakkında gerçek zamanlı tahmin yapılabilmesidir. Dezavantajı ise, emniyet ölçüm yönteminin kontrolde tespit edilmesi nedeniyle, akımın toplama doğruluğu yüksek değilse, verilen başlangıç ​​şarj durumunda belirli bir hata olması, sistem çalışma süresinin uzamasıyla hatanın giderek artması, dolayısıyla şarj durumunun tahmin sonucunu etkilemesidir.

Ve emniyet noktaları yöntemi sadece dış özelliklerden analiz edildiği için çoklu bağlantıda belli bir hata oluşmaktadır. Emniyet noktaları yönteminin hesaplama formülünden de görüleceği üzere, pilin başlangıç ​​gücü, hesaplama sonuçlarının doğruluğu üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Akım ölçümünün doğruluğunu artırmak için genellikle yüksek performanslı akım sensörleri ile ölçüm yapılır, ancak bu artırılır.

Bu amaçla birçok bilim insanı açık devre gerilimi yöntemini uygularken, güvenlik integrali yöntemini ise her iki yöntemle birleştirip kullanmaktadır. Akünün başlangıç ​​şarj durumunu tahmin etmek için açık devre gerilimi yöntemi kullanılır ve entegre düzeltme yöntemi gerçek zamanlı olarak kullanılır ve hesaplama doğruluğunu artırmak için düzeltme faktörleri eklenir. 4 Kalman filtreleme yöntemi Kalman filtreleme algoritması, istatistiksel tahmin kategorisine ait olan zaman alanı durum uzayı teorisinin minimum eşdeğer tahminidir ve makro amacı gözlem sinyalindeki gürültü etkisini azaltmak ve ortadan kaldırmaktır.

Çekirdek en iyisidir. Sistem girdisinin öncül bazında durum değişkenleri için geçerli olduğu tahmin edilmektedir. Bu algoritmanın temel prensibi, gürültü ve sinyalin durum uzayı modelini algoritma modeli olarak kullanmak, ölçüldüğünde, mevcut zamanın gözlenen değeri ile önceki zamanın tahmin edilen değerini karşılaştırmak ve durum değişkeninin tahminini güncellemektir.

Karman filtreleme algoritması, lityum iyon pil şarj durumunun önemini tahmin eder ve ölçülen voltaj değerini, ön tahmin değerini düzeltmek için kullanır. Kalman filtreleme yönteminin avantajı, bilgisayarın gerçek zamanlı operasyonel veri işleme için uygun olması, geniş uygulama aralığı, doğrusal olmayan sistemler için kullanılabilmesi ve elektrikli araçların sürüş sırasında şarj durumu tahmini üzerinde iyi bir etkiye sahip olmasıdır. Kalman filtreleme yönteminin dezavantajı ise batarya modelinin doğruluğunun değişkenliğe bağlı olmasıdır, algoritma tahmin sonuçlarının doğruluğunu ve kesinliğini artırmak için güvenilir bir batarya modeli kurmak gerekmektedir.

Ayrıca Kalman filtreleme yönteminin algoritması daha karmaşıktır, dolayısıyla hesaplama miktarı nispeten büyüktür ve operatör performansı yüksektir. 5 Sinir ağının nörolojik ağının amacı, paralel yapı ve güçlü öğrenme yeteneği yoluyla veri ifadesini elde etmek için insan zekası davranışını taklit etmek ve dışarıdan uyarıldığında karşılık gelen çıkış tepkisini verebilmek ve iyi doğrusal olmayan eşleme yapmaktır. Yapay sinir ağı yönteminin prensibi lityum iyon pil durumuna uygulanır: çok sayıda karşılık gelen voltaj, akım ve pilin şarj durumu verileri gibi harici veriler eğitim örneği olarak kullanılır ve yapay sinir ağının kendisindeki bilgilerin ileri yönü kullanılır.

Yayılma ve hata transferinin ters yayılımı, tahmin edilen şarj durumu tasarım gereksinimlerinin hata aralığına ulaştığında, yeni veriler girilerek bataryanın şarj durumu tahmin değeri elde edilerek tekrarlanan eğitim ve modifikasyondur. Sinir ağı yönteminin avantajı çeşitli pillerin pozitif durumlarının tahmin edilebilmesidir. Yaygın olarak uygulanabilir.

Belirli bir matematiksel model oluşturmayın. Pildeki karmaşık kimyasal değişimleri dikkate almayın, sadece uygun örneği seçin ve daha iyi bir Sinir Ağı modeli kurun, örnek verisi ne kadar fazlaysa tahmininin doğruluğu o kadar yüksek olur; pilin şarj durumunu herhangi bir zamanda belirlemek mümkündür. Yapay sinir ağı yönteminin dezavantajı ise veri örneklerinin doğruluğu, örnek kapasitesi ve örnek dağılımı, örnek kapasitesi ve örnek dağılımları ile eğitim yöntemlerinin bataryanın performansından büyük oranda etkilenmesidir.

Üçüncüsü, bu makaleyi özetleyerek, birkaç önemli lityum-iyon pil şarjının mevcut tahmin yöntemine basit bir giriş yapmak ve bunların avantajlarını ve dezavantajlarını ayrıntılı olarak analiz etmek. Günümüzde hala en çok uygulanan pozitif durum tahmin yöntemi entegrasyon yöntemidir. Ancak emniyet noktalarının sınırlamaları nedeniyle, lityum iyon pilin ilk şarjını test etmek için genellikle açık devre voltajları ve diğer yöntemler gibi diğer yöntemlerle tamamlanır.

Gelişim eğilimleri açısından bakıldığında, lityum iyon pilin şarj durumunun tahmini için kullanılan faktörler giderek daha kapsamlı hale gelmekte ve kullanılan tahmin yöntemleri genellikle birkaç yöntemin kapsamlı bir uygulaması olup, tahmin sonuçlarını daha doğru hale getirmektedir. Ayrıca, şarj edilen elektriğin tahmin doğruluğunun daha da artırılması amacıyla, gerçeğe daha yakın lityum iyon pilin eşdeğer devre modeli üzerinde çalışılıyor.