Ինչպե՞ս գնահատել լիցքավորման վիճակը:

Ինչպե՞ս գնահատել լիցքավորման վիճակը:

SOC-ի գնահատականը

Մարտկոցի լիցքավորման վիճակը (SOC) մարտկոցի օգտագործման ամենակարևոր պարամետրերից մեկն է: Քանի որ SOC-ի վրա ազդում են այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են լիցքավորման/լիցքաթափման արագությունը (հոսանք), ջերմաստիճանը, ինքնուրույն-լիցքաթափումը և ծերացումը, մարտկոցներն օգտագործում են բարձր ոչ գծայինություն, ինչը դժվարացնում է SOC-ի ճշգրիտ գնահատումը:

SOC-ի գնահատման մեթոդներ

Սովորաբար օգտագործվողSOC-ի գնահատման մեթոդներներառում են լիցքաթափման փորձի մեթոդը, ամպերի-ժամյա ինտեգրման մեթոդը, բաց-շղթայի լարման մեթոդը, բեռնվածքի լարման մեթոդը, ներքին դիմադրության մեթոդը, նեյրոնային ցանցի մեթոդը և Կալմանի զտման մեթոդը:

1) բեռնաթափման փորձի մեթոդ. Լիցքաթափման փորձի մեթոդը SOC-ի գնահատման ամենահուսալի մեթոդն է: Այն օգտագործում է մշտական ​​հոսանք շարունակական լիցքաթափման համար, իսկ լիցքաթափման հոսանքի և ժամանակի արտադրյալը մնացած լիցքն է։ Լիցքաթափման փորձի մեթոդը հաճախ օգտագործվում է լաբորատորիաներում և կիրառելի է բոլոր մարտկոցների համար, սակայն այն ունի երկու նշանակալի թերություն. նախ՝ այն պահանջում է մեծ ժամանակ. երկրորդ, մարտկոցի աշխատանքը պետք է ընդհատվի: Լիցքաթափման փորձի մեթոդը հարմար չէ շարժման մեջ գտնվող էլեկտրական մեքենաների համար, սակայն այն կարող է օգտագործվել էլեկտրական մեքենաների մարտկոցների սպասարկման համար:

2) Ամպերի-ժամային ինտեգրման մեթոդ: Ամպերի-ժամային ինտեգրման մեթոդը SOC-ի գնահատման ամենատարածված մեթոդն է: Սակայն այս մեթոդն ունի հետևյալ խնդիրները՝ ոչ ճշգրիտընթացիկ չափումհանգեցնում է SOC-ի հաշվարկման շեղմանը, և սխալները ժամանակի ընթացքում կուտակվում են և դառնում ավելի մեծ. Պետք է հաշվի առնել մարտկոցի լիցքավորման-լիցքաթափման արդյունավետությունը. Սխալներն ավելի մեծ են բարձր-ջերմաստիճանի պայմաններում կամ երբ մարտկոցը կտրուկ տատանվում է: Ընթացքի ոչ ճշգրիտ չափումը կարող է լուծվել-օգտագործելով բարձր արդյունավետության ընթացիկ սենսորներ, սակայն ծախսերը մեծանում են. լիցքավորման-լիցքաթափման արդյունավետությունը լուծելը պահանջում է մեծ քանակությամբ փորձնական տվյալների տիրապետում և լիցքավորման-լիցքավորման արդյունավետության էմպիրիկ բանաձևերի ստեղծում: Ամպերի-ժամյա ինտեգրման մեթոդը կարող է օգտագործվել բոլոր էլեկտրական մեքենաների մարտկոցների համար: Եթե ​​ընթացիկ չափումը ճշգրիտ է, և կան բավարար տվյալներ նախնական գնահատման վիճակի համար, դա կարող է լինել պարզ և հուսալի SOC-ի գնահատման մեթոդ:

3)Բաց-շղթայի լարման մեթոդ. Մարտկոցի բաց շղթայի լարումը լիցքաթափման վերջում մոտ է մարտկոցի էլեկտրաշարժիչ ուժին: Կոբալտի-թթվային մարտկոցի էլեկտրաշարժիչ ուժը էլեկտրոլիտի կոնցենտրացիայի ֆունկցիա է, որը մարտկոցի լիցքաթափման հետ համաչափ նվազում է, ուստի բաց-շղթայի լարումը կարող է օգտագործվել SOC-ի գնահատման համար։ MH/Ni մարտկոցների և լիթիում-իոնային մարտկոցների համար բաց-շղթայի լարման և SOC-ի գծայինությունը այնքան էլ լավ չէ, որքան կոբալտ{10}թթվային մարտկոցները, սակայն դրանց համապատասխան կապը դեռ կարող է օգտագործվել SOC-ի գնահատման համար, հատկապես լիցքավորման սկզբում և վերջում ավելի լավ արդյունքներով: Բաց շղթայի լարման մեթոդի զգալի թերությունն այն է, որ մարտկոցը երկար ժամանակ պետք է հանգստանա լարումը կայունացնելու համար, և մի քանի ժամ կամ նույնիսկ ավելի քան տասը ժամ է պահանջվում, որպեսզի մարտկոցի վիճակը վերականգնվի աշխատանքից մինչև կայունություն, ինչը որոշակի դժվարություններ է առաջացնում չափումների մեջ. Որոշել, թե որքան ժամանակ է պետք հանգստանալ, նույնպես խնդիր է, ուստի այս մեթոդը միայնակ օգտագործման դեպքում հարմար է միայն կայանված վիճակում գտնվող էլեկտրական մեքենաների համար: Բաց շղթայի լարման մեթոդը լիցքավորման սկզբում և վերջում SOC-ի գնահատման լավ կատարում ունի և հաճախ օգտագործվում է ամպերի-ժամային ինտեգրման մեթոդի հետ միասին:

4) բեռնվածքի լարման մեթոդ. Ակնթարթային լիցքաթափման սկզբում լարումը արագորեն փոխվում է բաց-շղթայի լարման վիճակից մինչև բեռնվածության լարման վիճակ: Երբ մարտկոցի բեռնվածության հոսանքը մնում է հաստատուն, SOC-ով բեռնվածության լարման փոփոխության օրինաչափությունը նման է SOC-ով բաց-շղթայի լարման: Բեռնվածության լարման մեթոդի առավելությունն այն է, որ այն կարող է իրական ժամանակում գնահատել մարտկոցի փաթեթի SOC-ը և լավ արդյունքներ ունի մշտական-հոսանքի լիցքաթափման ժամանակ: Գործնական կիրառություններում վարորդի մարտկոցի լարումը դժվարություններ է առաջացնում բեռնվածքի լարման օգտագործման համար: Այս խնդիրը լուծելու համար անհրաժեշտ է մարտկոցի լարման տվյալների մաթեմատիկական մոդել, անկախ դինամիկ բեռի լարման և SOC; հետևաբար, բեռնվածքի լարման մեթոդը հազվադեպ է կիրառվում իրական մեքենաների վրա, սակայն հաճախ օգտագործվում է որպես մարտկոցի լիցքավորման-լիցքաթափման անջատման չափանիշ:

5) Ներքին դիմադրության մեթոդ. Մարտկոցի ներքին դիմադրությունը բաժանված է AC ներքին դիմադրության և DC ներքին դիմադրության, որոնք երկուսն էլ սերտորեն կապված են SOC-ի (Լիցքավորման վիճակի) հետ: Մարտկոցի AC դիմադրությունը փոխանցման ֆունկցիա է մարտկոցի լարման և հոսանքի միջև, բարդ փոփոխական, որը ներկայացնում է մարտկոցի դիմադրությունը AC հոսանքի նկատմամբ և չափվում է AC դիմադրության հաշվիչի միջոցով: Մարտկոցի AC դիմադրության վրա մեծապես ազդում է ջերմաստիճանը. արդյոք չափել այն բաց-միացման վիճակում մարտկոցի նստեցումից հետո կամ լիցքավորման և լիցքաթափման ժամանակ, հակասական է և հազվադեպ է օգտագործվում իրական տրանսպորտային միջոցներում: DC ներքին դիմադրությունը ներկայացնում է մարտկոցի դիմադրությունը DC հոսանքի նկատմամբ, որը հավասար է մարտկոցի լարման փոփոխության և հոսանքի փոփոխության հարաբերակցությանը շատ կարճ ժամանակահատվածում: Իրական չափումների ժամանակ մարտկոցը լիցքավորվում կամ լիցքաթափվում է հաստատուն հոսանքով՝ սկսած բաց-միացման վիճակից; բեռնվածքի լարման և բաց{8}}շղթայի լարման միջև տարբերությունը միևնույն ժամանակաշրջանում, բաժանված ընթացիկ արժեքի վրա, հանդիսանում է DC ներքին դիմադրություն: Կապարի{10}}թթվային մարտկոցների դեպքում DC ներքին դիմադրությունը զգալիորեն մեծանում է լիցքաթափման վերջին փուլերում և կարող է օգտագործվել մարտկոցի SOC-ը գնահատելու համար. MH/Ni մարտկոցների և լիթիում{11}}իոնային մարտկոցների DC ներքին դիմադրության տատանումները տարբերվում են կապարի-թթվային մարտկոցներից և ավելի քիչ են օգտագործվում: DC ներքին դիմադրության մեծության վրա ազդում է հաշվարկման ժամանակահատվածը: Եթե ​​ժամանակահատվածը 10 մվ-ից կարճ է, ապա կարող է հայտնաբերվել միայն օհմական ներքին դիմադրությունը. եթե ժամանակահատվածն ավելի երկար է, ներքին դիմադրությունը դառնում է ավելի բարդ: Մեկ բջիջի ներքին դիմադրության ճշգրիտ չափումը դժվար է, ինչը DC ներքին դիմադրության մեթոդի թերությունն է: Ներքին դիմադրության մեթոդը հարմար է մարտկոցի լիցքավորման վիճակը (SOC) գնահատելու համար լիցքաթափման հետագա փուլերում և կարող է օգտագործվել ամպեր{18}}ժամային ինտեգրման մեթոդի հետ համատեղ:

6) Նյարդային ցանցի մեթոդ. Մարտկոցը խիստ ոչ գծային համակարգ է, և դրա լիցքավորման-լիցքավորման գործընթացի համար դժվար է ճշգրիտ մաթեմատիկական մոդել ստեղծել: Նյարդային ցանցերն ունեն հիմնարար ոչ գծային բնութագրեր, զուգահեռ կառուցվածք և սովորելու կարողություն: Նրանք կարող են արտադրել համապատասխան ելքեր արտաքին գրգռումների համար և այդպիսով մոդելավորել մարտկոցի դինամիկ բնութագրերը SOC-ի գնահատման համար: Մարտկոցի SOC-ը գնահատելու համար սովորաբար օգտագործվում է տիպիկ 3-շերտ նեյրոնային ցանց. մուտքային և ելքային շերտերում նեյրոնների թիվը որոշվում է խնդրի իրական պահանջներով և ընդհանուր առմամբ գծային ֆունկցիա է. Թաքնված շերտում նեյրոնների թիվը կախված է խնդրի բարդությունից և վերլուծության պահանջվող ճշգրտությունից: Մարտկոցի SOC-ի գնահատման համար սովորաբար օգտագործվող մուտքային փոփոխականները ներառում են լարումը, հոսանքը, կուտակված լիցքաթափման հզորությունը, ջերմաստիճանը, ներքին դիմադրությունը և շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը: Արդյոք նեյրոնային ցանցի մուտքագրման փոփոխականների ընտրությունը տեղին է, և արդյոք փոփոխականների քանակը ճիշտ է, ուղղակիորեն ազդում է մոդելի ճշգրտության և հաշվողական բեռի վրա: Նեյրոնային ցանցի մեթոդը կիրառելի է տարբեր մարտկոցների համար, սակայն դրա թերությունն այն է, որ այն պահանջում է մեծ քանակությամբ տեղեկատու տվյալներ մարզման համար, և գնահատման սխալի վրա մեծապես ազդում են վերապատրաստման տվյալները և ուսուցման մեթոդը:

7) Կալմանի ֆիլտրի մեթոդ. Կալմանի ֆիլտրի տեսության հիմնական գաղափարը դինամիկ համակարգի վիճակի օպտիմալ գնահատումն է նվազագույն շեղման իմաստով: Երբ կիրառվում է մարտկոցի SOC-ի գնահատման համար, մարտկոցը դիտվում է որպես դինամիկ համակարգ, և SOC-ը դրա ներքին վիճակներից մեկն է: Մարտկոցի SOC-ի գնահատման համար Kalman ֆիլտրի մեթոդի վերաբերյալ հետազոտությունը սկսվել է միայն վերջին տարիներին: Այս մեթոդը հարմար է տարբեր մարտկոցների համար և, համեմատած այլ մեթոդների հետ, հատկապես հարմար է էլեկտրական մեքենաների մարտկոցների փաթեթների SOC գնահատման համար՝ հոսանքի մեծ տատանումներով: Այն ոչ միայն ապահովում է SOC-ի գնահատումը, այլև տալիս է SOC-ի գնահատման սխալը: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդի թերությունն այն է, որ ալգորիթմը չափազանց բարդ է և պահանջում է համակարգի բարձր հաշվողական հնարավորություններ, ուստի այն դեռ չի մտել գործնական փուլ:

SOC-ի գնահատման տարբեր մեթոդների վերաբերյալ-խորը հետազոտության արդյունքում որպես հիմք ընտրվել է ամպեր{1}}ժամի ինտեգրման մեթոդը: Ճշգրիտ չափելով մարտկոցի հոսանքը՝ զուգակցված բաց-շղթայական լարման մեթոդի հետ և հաշվի առնելով այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են մարտկոցի լիցքը-լիցքաթափման արդյունավետությունը, ջերմաստիճանը, ծերացումը և ինքնալիցքաթափումը, ձեռք է բերվում մաքուր էլեկտրական մեքենաների էներգիայի մարտկոցի դինամիկ կառավարում: Մաքուր էլեկտրական մեքենաների համար մարտկոցի փաթեթը հիմնականում գործում է լրիվ-լիցքավորման և լրիվ-լիցքավորման վիճակում, ընդ որում լիցքավորման գործընթացի մեծ մասը մշտական-ընթացիկ լիցքավորումն է: Լիցքավորման ավարտից հետո կա համեմատաբար կայուն սկզբնական արժեքի որոշման կետ (երբ լիցքավորումն ավարտված է, SOC-ը 100% է կամ մի փոքր գերբեռնված է): Եթե ​​մարտկոցի լիցքավորման{13}}լիցքավորման արդյունավետությունը շատ բարձր է (95%-ից բարձր), ապա լիցքավորման{15}}լիցքավորման արդյունավետությունը կարող է մոտավոր լինել 1-ի կամ հավասար որոշակի հաստատուն արժեքի: SOC-ի հաշվարկման այս մեթոդի կիրառումը կարող է համեմատաբար լավ արդյունքների հասնել: Յուրաքանչյուր լիցքավորման{19}}լիցքավորման ցիկլի կուտակված սխալը հիմնականում վերացվում է, երբ հաջորդ լիցքավորումն ավարտվում է SOC սկզբնական արժեքի վերահաշվառման հետ մեկտեղ:

Կատարելով մարտկոցի լարման, հոսանքի և ջերմաստիճանի տեղեկատվության բարձր-ճշգրիտ չափումներ՝ ապահովելու SOC-ի գնահատման մուտքերի ճշգրտությունը. մարտկոցի արդյունավետ մոդելի ստեղծման միջոցով տեսական վերլուծության և փորձարարական տվյալների տեղադրման միջոցով. SOC-ը լիցքավորման և լիցքաթափման վերջում ուղղելով՝ կուտակված SOC սխալները վերացնելու համար. և հաշվի առնելով մարտկոցի լիցքավորման-լիցքաթափման արդյունավետության գործոնները, ջերմաստիճանը, ծերացումը և ինքնալիցքաթափման էֆեկտները, ձեռք է բերվում համակարգի SOC-ի բարձր-ճշգրիտ գնահատում: Լիցքավորման գնահատման ալգորիթմը-լիցքավորման գնահատման ալգորիթմը ցույց է տրված Նկար 17-12-ում:

(1) SOC նախնական արժեքի հաշվարկման մեթոդSOC-ի սկզբնական արժեքը ստացվում է՝ բազմապատկելով SOC-ը, որը պահվում է-անջատման պահին և SOC-ը, որը ստացվել է ջերմաստիճանի-OCV-SOC-ի որոնման աղյուսակից՝ համակարգի անցանց ժամանակի հետ կապված գործակցով: SOC-ի սկզբնական արժեքը պետք է կարդալ ամեն անգամ, երբ համակարգը միանում է:

(2) Առանձին բջջի SOC արժեքի հաշվարկ և առանձին բջջի SOC արժեքի ուղղում SOH արժեքի հիման վրաՄարտկոցի հզորությունը ձեռք է բերվում աղյուսակը փնտրելով՝ օգտագործելով ջերմաստիճանը և լիցքավորման հոսանքը, իսկ մարտկոցի հզորությունը շտկվում է՝ աղյուսակը փնտրելով SOH-ի միջոցով: Հոսանքը ինտեգրվում է ամպերի-ժամ մեթոդի միջոցով և այնուհետև բաժանվում է SOC-ի փոփոխության արժեքը ստանալու հզորության վրա: SOC փոփոխության արժեքը ավելացվում է սկզբնական արժեքին՝ անհատական ​​բջիջի SOC արժեքը ստանալու համար:

(3) SOC մարտկոցի փաթեթի հաշվարկԵթե ​​համակարգը նորից միացված է, ապա կարդացված SOC սկզբնական արժեքը վերցվում է որպես մարտկոցի փաթեթի SOC; եթե լիցքաթափման վիճակում է, մարտկոցի փաթեթի SOC-ը կարդում է նվազագույն արժեքը առանձին բջջային SOC-ների միջև. եթե լիցքավորման վիճակում է և լիցքավորումը չի ավարտվել, SOC մարտկոցի փաթեթը կարդում է մոդուլի առավելագույն SOC արժեքը. եթե լիցքավորման վիճակում է և լիցքավորումն ավարտված է, մարտկոցի փաթեթի SOC-ը դրվում է 1-ի:

(4)Առանձին բջջային SOC-ի ուղղման մեթոդ լիցքավորման/լիցքաթափման վերջումԵթե ​​համակարգը լիցքավորման վիճակում է, և մարտկոցի փաթեթի SOC-ը 0,8-ից մեծ է, ապա համակարգը սահմանվում է որպես լիցքավորման վերջում. եթե համակարգը գտնվում է լիցքաթափման վիճակում, և մարտկոցի փաթեթի SOC-ը 0,3-ից պակաս է, ապա համակարգը սահմանվում է որպես լիցքաթափման վերջում: Եթե ​​համակարգը գտնվում է լիցքավորման/լիցքավորման վերջում, SOC-ը պետք է ուղղվի: SOC-ի հաշվարկման մեթոդը լիցքավորման/լիցքաթափման վերջում SOC արժեքի ստացումն է՝ աղյուսակը փնտրելով՝ օգտագործելով ջերմաստիճանը, լիցքավորման/լիցքաթափման հոսանքը և լարումը: