Stima tal-Istat tal-Ħarġ tal-Batterija (SOC).
Mudelli ta' Batteriji Komuni
Il-proċess ta 'reazzjoni elettrokimika tal-batteriji tal-enerġija huwa kumpless, influwenzat minn fatturi numerużi u inċerti. L-immudellar matematiku ta' dan il-proċess huwa problema multidixxiplinarja u multi-qasam, u dejjem kien fokus u sfida ewlenija kemm għall-akkademja kif ukoll għall-industrija. L-eċitazzjoni tad-dħul (kurrent tat-tagħbija) u l-osservazzjonijiet tal-ħruġ (vultaġġ u temperatura) ta 'batterija tal-enerġija huma parametri finiti li jistgħu jitkejlu għas-sistema tal-ġestjoni tal-batterija tal-enerġija. L-immudellar preċiż huwa essenzjali biex jiġu deskritti b'mod aktar preċiż il-karatteristiċi esterni tal-batteriji tal-enerġija, id-disinn ta 'algoritmi affidabbli ta' stima tal-istat tal-batterija tal-enerġija, u l-iżvilupp ta 'sistemi ottimali ta' ġestjoni tal-enerġija għal vetturi tal-enerġija ġodda. Mudelli ta 'batteriji ta' enerġija komuni huma prinċipalment maqsuma f'mudelli elettrokimiċi, mudelli ta 'ċirkwiti ekwivalenti, u mudelli ta' tagħlim bil-magni.
(1) Mudell Elettrokimiku
F'nofs is--1990s, M. Doyle, TF Fuller, u J. Newman tal-Università ta' Kalifornja, Berkeley, stabbilixxew mudell psewdo{-żewġ-dimensjonali (P2D) ibbażat fuq it-teorija ta' elettrodi porużi u soluzzjonijiet ikkonċentrati, u stabbilixxa l-pedament għall-iżvilupp ta' mudelli ta' mekkaniżmu elettrokimiku. Dan il-mudell juża serje ta 'ekwazzjonijiet differenzjali parzjali u ekwazzjonijiet alġebrin biex jiddeskrivi b'mod preċiż id-diffużjoni u l-migrazzjoni ta' joni tal-litju ġewwa l-batterija tal-enerġija, reazzjonijiet elettrokimiċi fuq il-wiċċ ta 'partiċelli attivi, liġi ta' Ohm, u konservazzjoni ta 'ċarġ, fost fenomeni elettrokimiċi oħra. Sal-lum, il-biċċa l-kbira tal-mudelli elettrokimiċi huma derivati u żviluppati minn dan il-mudell. Mudell elettrokimiku huwa mudell ta 'l-ewwel prinċipji li jista' jissimula b'mod preċiż mhux biss il-karatteristiċi esterni ta 'batterija ta' enerġija iżda wkoll id-distribuzzjoni u l-bidliet tal-karatteristiċi interni (bħall-konċentrazzjoni ta 'jonji tal-litju fl-elettrodi u l-elettrolit, u r-reazzjoni potenzjalment eċċessiv, li huma diffiċli biex jitkejlu). Meta mqabbla ma 'mudelli oħra ta' batterija tal-enerġija, mudelli elettrokimiċi jistgħu jiddeskrivu r-reazzjonijiet mikroskopiċi ġewwa l-batterija tal-enerġija f'fond akbar u għandhom tifsira fiżika aktar espliċita.
Mudelli P2D huma versatili u skalabbli, applikabbli għal tipi ta 'batteriji b'sistemi materjali differenti, u jistgħu jiġu żviluppati u estiżi f'mudelli ta' akkoppjar multi-aktar kumplessi. Għalhekk, il-mudelli P2D għandhom rwol insostitwibbli fl-immudellar tal-batteriji. Madankollu, fihom ekwazzjonijiet differenzjali parzjali kumplessi u parametri elettrokimiċi numerużi, li jqiegħdu talbiet għoljin fuq il-kapaċitajiet ta 'komputazzjoni tas-Sistema ta' Ġestjoni tal-Batterija (BMS). Bħalissa, is-soluzzjoni tal-mudelli P2D primarjament timpjega metodi numeriċi, bħall-metodu tad-differenza finita, il-metodu tal-element finit, u l-metodu tal-volum finit.
(2) Mudell ta' Ċirkwit Ekwivalenti
Il-mudell ta 'ċirkwit ekwivalenti juża elementi ta' ċirkwit tradizzjonali bħal resistors, capacitors, u sorsi ta 'vultaġġ kostanti biex jifforma netwerk ta' ċirkwit biex jiddeskrivi l-karatteristiċi esterni tal-batterija tal-enerġija. Dan il-mudell juża sors ta 'vultaġġ biex jirrappreżenta l-forza elettromotiva tal-ekwilibriju termodinamiku tal-batterija tal-enerġija, u netwerk RC biex jiddeskrivi l-karatteristiċi dinamiċi tal-batterija tal-enerġija. Il-mudell ta 'ċirkwit ekwivalenti għandu applikabilità tajba għal diversi stati operattivi tal-batterija tal-enerġija, u l-ekwazzjonijiet tal-istat tal-mudell jistgħu jiġu derivati, li jiffaċilitaw l-analiżi u l-applikazzjoni. Il-mudell taċ-ċirkwit ekwivalenti intuża b'mod wiesa' f'riċerka ta' mudellar u simulazzjoni ta' vetturi tal-enerġija ġodda u BMS ibbażat fuq il-mudell-. Il-Figura 7-27 turi mudell ta 'ċirkwit ekwivalenti tipiku ta' batterija tal-enerġija komposta minn n strutturi tan-netwerk RC, imsejħa l-mudell n-RC. Dan il-mudell jikkonsisti fi tliet partijiet:
1) Sors tal-Vultaġġ: Il-vultaġġ taċ-ċirkwit miftuħ-tal-batterija tal-enerġija huwa rappreżentat minn $U_{oc}$.
2) Reżistenza Interna Ohmika: Ir-reżistenza tal-kuntatt tal-materjali tal-elettrodu tal-batterija tal-enerġija, elettrolit, resistor ta 'iżolament, u komponenti varji hija rappreżentata minn $R_o$.
3) Netwerk RC: Il-karatteristiċi dinamiċi tal-batterija tal-enerġija, inklużi l-karatteristiċi tal-polarizzazzjoni u l-effetti tad-diffużjoni, huma deskritti mir-reżistenza tal-polarizzazzjoni $R_p$ u l-kapaċità tal-polarizzazzjoni $C_p$, fejn $i=0, ..., n_s$.
Fil-Figura 7-27, Up tirrappreżenta l-vultaġġ tal-polarizzazzjoni tal-batterija tal-enerġija.
Ibbażat fuq il-liġi tal-vultaġġ u l-liġi kurrenti ta' Kirchhoff, u r-relazzjoni bejn il-bidla fil-vultaġġ tal-kapaċitatur u l-kurrent, l-ekwazzjoni tal-istat-spazjali tal-mudell taċ-ċirkwit tista' tiġi espressa bħala:
Mudelli ta’ ċirkwit ekwivalenti ta’ batterija tal-enerġija użati b’mod komuni bħall-mudell Rint, il-mudell Thevenin u l-mudell ta’ Polarizzazzjoni Doppju (DP) huma każijiet speċjali tal-mudell ta’ ċirkwit ekwivalenti n-RC meta n=0, n=1, u n=2, rispettivament, u ntużaw b’mod wiesa’ fl-istima u l-algoritmi tal-ġestjoni tal-istat tal-batterija tal-enerġija.
(3) Mudelli ta 'Tagħlim Magni
Mudelli ta 'tagħlim bil-magni ma jeħtiġux għarfien tal-kompożizzjoni interna tal-batterija u mekkaniżmi ta' reazzjoni speċifiċi; jeħtieġu biss li jiksbu d-dejta operattiva storika tal-batterija (kurrent, vultaġġ, temperatura, eċċ.). Essenzjalment, jistabbilixxu funzjonijiet ta' mapping mhux lineari bejn varjabbli permezz ta' metodi mmexxija mid-data-. Il-vantaġġ ewlieni ta 'dan it-tip ta' mudell huwa l-applikabilità tiegħu għal tipi ta 'batteriji differenti, il-versatilità tajba tiegħu, u l-kapaċità tiegħu li jissimula bis-sħiħ il-karatteristiċi mhux lineari tal-imġieba tal-batterija.
Fil-qasam tal-ġestjoni u l-kontroll tal-batterija tal-enerġija, il-metodi ta 'tagħlim tal-magni użati prinċipalment jinkludu loġika fuzzy, netwerks newrali, magni tal-vettur ta' appoġġ, u l-algoritmi magħquda tagħhom. F'Marzu 2016, ir-rebħa ta 'AlphaGo fuq iċ-champion tad-dinja Go Lee Sedol injettat vitalità ġdida fit-tagħlim fil-fond, li tat bidu għal mewġa ġdida ta' riċerka u applikazzjoni, li ġiet applikata wkoll għall-ġestjoni tal-batteriji. B'dejta tal-batterija suffiċjenti għat-taħriġ, dan it-tip ta 'mudell jista' jikseb prestazzjoni ta 'tbassir tajba. Madankollu, dan il-mudell m'għandux tifsira fiżika, mhuwiex interpretabbli, u l-prestazzjoni tiegħu hija affettwata ħafna mill-kwantità u l-kwalità tad-dejta tat-taħriġ, li jagħmilha diffiċli biex tiggarantixxi l-affidabbiltà u r-robustezza tagħha meta tiġi applikata għal sistemi ta 'ġestjoni tal-batteriji.
