Cossí estimar l'estat de carga?
Estimacion SOC
L'estat de carga (SOC) d'una batariá es un dels paramètres mai importants pendent l'utilizacion de la batariá. Perque lo SOC es afectat per de factors coma lo taus de carga/descarga (corrent), la temperatura, l'auto-descarga, e lo vielhiment, las batariás mòstran una nonlinearitat nauta pendent l'utilizacion, çò que rend dificila l'estimacion precisa del SOC.
Metòdes d'estimacion SOC
Comunament utilizatMetòdes d'estimacion SOCinclure lo metòde d'experiéncia de descarga, lo metòde d'integracion d'ampères-oras, lo metòde de tension de circuit dobèrt-, lo metòde de tension de carga, lo metòde de resisténcia intèrna, lo metòde de la ret neuronala, e lo metòde de filtratge de Kalman.
1) Metòde d'experiéncia de descarga. Lo metòde d'experiéncia de descarga es lo metòde d'estimacion SOC mai fisable. Utiliza un corrent constant per una descarga continua, e lo produch del corrent e del temps de descarga es la carga restanta. Lo metòde d'experiéncia de descarga es sovent utilizat dins los laboratòris e es aplicable a totas las batariás, mas a dos inconvenients significatius: d'en primièr, demanda una granda quantitat de temps; en segond luòc, lo foncionament de la batariá deu èsser interromput. Lo metòde d'experiéncia de descarga es pas adaptat pels veïculs electrics en movement, mas pòt èsser utilizat per la mantenença de las batariás de veïculs electrics.
2)Mètode d'integracion d'ampère-ora. Lo metòde d'integracion d'ampères-oras es lo metòde d'estimacion SOC mai utilizat. Pasmens, aqueste metòde a los problèmas seguents : inexactemesura de correntmena a una desviacion de calcul SOC, e las errors s'acumulan amb lo temps e venon mai grandas; l'eficiéncia de carga-descarga de la batariá deu èsser considerada ; las errors son mai grandas dins de condicions de temperatura nauta-o quand la batariá fluctua violentament. La mesura de corrent inexacta pòt èsser resoluda en utilizant de captors de corrent de nauta -performança, mas lo còst aumenta; resòlvre l'eficiéncia de descarga de carga demanda de mestrejar una granda quantitat de donadas experimentalas e d'establir de formulas empiricas per l'eficiéncia de descarga de carga-. Lo metòde d'integracion ampère-ora pòt èsser utilizat per totas las batariás de veïculs electrics. Se la mesura actuala es precisa e i a de donadas sufisentas per l'estat d'estimacion inicial, pòt èsser un metòde d'estimacion SOC simple e fisable.
3) Metòde de tension de circuit dobèrt-. La tension de circuit dobèrt-d'una batariá a la fin de la descarga es pròcha de la fòrça electromotritz de la batariá. La fòrça electromotritz d'una batariá d'acid cobalt-es una foncion de la concentracion d'electrolit, que demenís proporcionalament amb la descarga de la batariá, aital la tension del circuit dobèrt- pòt èsser utilizada per estimar lo SOC. La linearitat de la relacion de tension de circuit dobèrt-vèrs SOC per las pilas MH/Ni e las pilas d'ions de liti-es pas tan bona qu'aquela de las pilas d'acid de cobalt-, mas lor relacion correspondenta pòt encara èsser utilizada per estimar lo SOC, mai que mai amb de melhors resultats al començament e a la fin de la carga. Un inconvenient significatiu del metòde de tension de circuit dobèrt-es que la batariá a besonh de se pausar pendent longtemps per estabilizar la tension, e cal qualques oras o quitament mai de dètz oras per que l'estat de la batariá se recupere del foncionament a l'estabilitat, çò que causa cèrtas dificultats de mesura; determinar quant de temps de pausar es tanben un problèma, doncas aquel metòde quand es utilizat sol es pas que adaptat pels veïculs electrics en estat estacionat. Lo metòde de tension de circuit dobèrt-a una bona performància d'estimacion SOC al començament e a la fin de la carga e es sovent utilizat en combinason amb lo metòde d'integracion d'ampères-oras.
4)Mètode de tension de carga. Al moment que la descarga comença, la tension càmbia rapidament de l'estat de tension del circuit dobèrt- a l'estat de tension de carga. Quand lo corrent de carga de la batariá demòra constant, lo modèl de variacion de tension de carga amb SOC es similar a aquel de la tension de circuit dobèrt- amb SOC. L'avantatge del metòde de tension de carga es que pòt estimar lo SOC del paquet de batariá en temps real e a de bons resultats pendent la descarga de corrent constant-. Dins las aplicacions practicas, la tension de la batariá del pilòt pòrta de dificultats a l'utilizacion de la tension de carga. Per resòlvre aquel problèma, un modèl matematic de donadas de tension de la batariá, de tension de carga dinamica independenta, e SOC es necessari; doncas, lo metòde de tension de carga es rarament aplicat als veïculs reals mas es sovent utilizat coma critèri per la carga de la batariá-detalh de descarga.
5) Metòde de Resisténcia Intèrna. La resisténcia intèrna de la batariá es dividida en resisténcia intèrna CA e resisténcia intèrna DC, que son totes dos estrechament ligats a SOC (Estat de Carga). L'impedància CA de la batariá es una foncion de transferiment entre la tension e lo corrent de la batariá, una variabla complèxa representant la resisténcia de la batariá al corrent CA, e es mesurada en utilizant un comptador d'impedància CA. L'impedància CA de la batariá es fòrça afectada per la temperatura; se lo mesurar dins un estat de circuit dobèrt-après que la batariá s'es establida o pendent la carga e la descarga es polemic e rarament utilizat dins de veïculs reals. La resisténcia intèrna de CC representa la resisténcia de la batariá al corrent de CC, egala al rapòrt del cambiament de tension de la batariá al cambiament de corrent sus un periòde de temps fòrça cort. Dins la mesura reala, la batariá es cargada o descargada a un corrent constant en partent d'un estat de circuit dobèrt-; la diferéncia entre la tension de carga e la tension del circuit dobèrt-sus lo meteis periòde de temps, dividida per la valor actuala, es la resisténcia intèrna de CC. Per las batariás de plomb-acid, la resisténcia intèrna de CC aumenta significativament dins las estapas seguentas de descarga e pòt èsser utilizada per estimar lo SOC de la batariá; la variacion de resisténcia intèrna de CC de las pilas MH/Ni e de las pilas d'ions de liti{- diferís d'aquela de las pilas de plomb-acid e es mens utilizada. La magnitud de la resisténcia intèrna de CC es afectada pel periòde de temps de calcul. Se lo periòde de temps es mai cort que 10ms, sonque la resisténcia intèrna omica pòt èsser detectada; se lo periòde de temps es mai long, la resisténcia intèrna ven mai complèxa. Mesurar amb precision la resisténcia intèrna d'una sola cellula es malaisit, çò qu'es un inconvenient del metòde de resisténcia intèrna DC. Lo metòde de resisténcia intèrna es adaptat per estimar l'estat de carga (SOC) d'una batariá dins las estapas seguentas de descarga e pòt èsser utilizat en combinason amb lo metòde d'integracion d'ampères-oras.
6)Mètode de ret neuronala. Una batariá es un sistèma fòrça non linear, e es malaisit d'establir un modèl matematic precís per son procès de carga-descarga. Las rets neuronalas possedisson de caracteristicas non linearas fondamentalas, d'estructura parallèla e de capacitat d'aprendissatge. Pòdon produire de sortidas correspondentas per d'excitacions extèrnas e aital simular de caracteristicas dinamicas de la batariá per estimar lo SOC. Una ret neuronala tipica de 3 jaces es comunament utilizada per estimar lo SOC de la batariá: lo nombre de neurònas dins los jaces d'entrada e de sortida es determinat pels requisits del problèma reals e es generalament una foncion lineara; lo nombre de neurònas dins lo jaç amagat depend de la complexitat del problèma e de la precision d'analisi requerida. Las variablas d'entrada comunament utilizadas per estimar lo SOC de la batariá incluson la tension, lo corrent, la capacitat descargada acumulada, la temperatura, la resisténcia intèrna e la temperatura ambienta. Se la seleccion de las variablas d'entrada de la ret neuronala es apropriada e se lo nombre de variablas es corrècte afectan dirèctament la precision del modèl e la carga computacionala. Lo metòde de la ret neuronala es aplicable a divèrsas batariás, mas son inconvenient es que demanda una granda quantitat de donadas de referéncia per l'entraïnament, e l'error d'estimacion es fòrça afectada per las donadas d'entraïnament e lo metòde d'entraïnament.
7)Mètode de filtre de Kalman. L'idèa centrala de la teoria del filtre de Kalman es de far l'estimacion optimala de l'estat d'un sistèma dinamic dins lo sens de la variacion minimala. Quand s'aplica a l'estimacion de SOC de la batariá, la batariá es considerada coma un sistèma dinamic e lo SOC es un de sos estats intèrnes. La recèrca sul metòde de filtre Kalman per estimar lo SOC de la batariá a pas que començat dins los ans recents. Aqueste metòde es adaptat per divèrsas batariás e, comparat amb d'autres metòdes, es particularament adaptat per l'estimacion SOC dels paquets de batariás de veïculs electrics amb de grandas fluctuacions de corrent. Provesís pas solament l'estimacion SOC mas dona tanben l'error d'estimacion de SOC. Pasmens, l'inconvenient d'aqueste metòde es que l'algoritme es tròp complèxe e demanda una capacitat computacionala nauta del sistèma, es doncas pas encara dintrat dins l'estadi practic.
A travèrs de recercas prigondas sus diferents metòdes d'estimacion de SOC, lo metòde d'integracion d'ampères-oras foguèt inicialament seleccionat coma basa. En mesurant amb precision lo corrent de la batariá, combinat amb lo metòde de tension de circuit dobèrt- e en considerant de factors coma l'eficiéncia de descarga de la carga-de la batariá, la temperatura, lo vielhiment e l'auto-descarga, la gestion dinamica de la batariá d'energia dels veïculs electrics purs es atenguda. Pels veïculs electrics purs, lo paquet de batariá fonciona basicament dins un estat de carga completa- e de descarga completa, amb la màger part del procès de carga essent una carga de corrent constanta. Aprèp que la carga es completada, i a un punt de determinacion de valor iniciala relativament estable (quand la carga es completada, SOC es 100% o leugièrament subrecargat). Se l'eficiéncia de carga-descarga del paquet de batariá es fòrça nauta (al dessús de 95%), l'eficiéncia de descarga-descarga pòt èsser aproximada a 1 o egala a una cèrta valor constanta. L'utilizacion d'aqueste metòde per calcular SOC pòt obténer de resultats relativament bons. L'error acumulada de cada cicle de descarga-descarga es basicament eliminada quand la carga seguenta es completada amb lo recalibracion de la valor SOC iniciala.
En realizant de mesuras de nauta -precision de las informacions de tension, corrent e temperatura de la batariá per assegurar la precision de las entradas d'estimacion SOC; en establissent un modèl de batariá eficaç a travèrs l'analisi teorica e l'ajustament de donadas experimentalas; en corregir SOC a la fin de la carga e de la descarga per eliminar las errors SOC acumuladas; e en considerant los factors d'eficiéncia de descarga de la carga-de la batariá, la temperatura, lo vielhum, e los efièches de descarga d'auto-, una estimacion de nauta-precision del SOC del sistèma es atenguda. L'algoritme d'estimacion de carga d'estat de la batariá-de- es mostrat dins la Figura 17-12.
(1) Metòde de calcul de la valor iniciala SOCLa valor iniciala SOC es obtenguda en multiplicant lo SOC emmagazinat a l'apagament- e lo SOC obtengut de la taula de recèrca de temperatura-OCV-SOC per un coeficient ligat al temps fòra linha del sistèma. La valor iniciala SOC deu èsser legida cada còp que lo sistèma s'aluca.
(2) Calcul de la valor SOC de cellula individuala e correccion de la valor SOC de cellula individuala basada sus la valor SOHLa capacitat de la batariá es obtenguda en cercant la taula en utilizant la temperatura e lo corrent de carga, e la capacitat de la batariá es corregida en cercant la taula en utilizant SOH. Lo corrent es integrat en utilizant lo metòde ampère-ora e puèi divisat per la capacitat per obténer la valor de cambiament SOC. La valor de cambiament SOC es aponduda a la valor iniciala per obténer la valor SOC de la cellula individuala.
(3) Calcul del SOC del paquet de batariáSe lo sistèma es alucat de nòu, la valor iniciala SOC de lectura es presa coma la SOC del paquet de batariá; se en estat de descarga, lo SOC del paquet de batariá legís la valor minimala demest los SOCs de cellulas individualas; se en estat de carga e la carga es pas acabada, lo SOC del paquet de batariá legís la valor maximala SOC del modul; se en estat de carga e la carga es acabada, lo SOC del paquet de batariá es fixat a 1.
(4)Metòde de correccion SOC de cellula individuala a la fin de la carga/descargaSe lo sistèma es en estat de carga e lo SOC del paquet de batariá es mai grand que 0,8, lo sistèma es definit coma a la fin de la carga; se lo sistèma es en estat de descarga e lo SOC del paquet de batariá es inferior a 0,3, lo sistèma es definit coma a la fin de la descarga. Se lo sistèma es a la fin de la carga/descarga, lo SOC deu èsser corregit. Lo metòde de calcul SOC a la fin de la carga/descarga es d'obténer la valor SOC en cercant la taula en utilizant la temperatura, lo corrent de carga/descarga e la tension.
