Mint a motívum-akkumulátorok szállítója, döntő jelentőségű a korszerű (SOC) becslési módszerek megértése. Az akkumulátor szintjének felelõssége az akkumulátor rendelkezésre álló kapacitását képviseli annak maximális kapacitásához viszonyítva, általában százalékban kifejezve. A pontos SOC becslés elengedhetetlen az akkumulátor teljesítményének optimalizálásához, az akkumulátor biztonságának biztosításához és az akkumulátor élettartamának meghosszabbításához. Ebben a blogban különféle SOC becslési módszereket fogunk feltárni a motívumok elemeire.
1. Coulomb számlálási módszer
A Coulomb-számlálási módszer, más néven amper-órás integrációs módszer, az egyik legegyszerűbb és általánosan használt SOC becslési technika. Ez a módszer kiszámítja a SOC -t azáltal, hogy az áramot be- és ki az akkumulátorba be- és az idő múlásával integrálja.
Az alapelv azon a tényen alapul, hogy az akkumulátor töltésének változása megegyezik az áram integráljával az idő függvényében. Matematikailag kifejezhető:
[SOC (t) = SOC (T_0)+\ FRAC {1} {C_ {Rated}} \ int_ {t_0}^{t} i (\ tau) d \ tau]
Ahol a (SOC (T)) az időbeli töltés (t), (SOC (T_0)) a kezdeti töltés időpontjában (T_0), (C_ {Rated}) az akkumulátor névleges kapacitása, és (i (\ tau)) az aktuális áramlás az akkumulátoron keresztül (\ tau).
Előnyök:
- Egyszerű végrehajtható: Csak az áramot és az akkumulátor kezdeti SOC és névleges kapacitásának megismerését igényli.
- Valós időmegfigyelés: Az akkumulátor működése során folyamatos SOC becslést nyújthat.
Hátrányok:
- Kezdeti SOC hiba: A kezdeti SOC érték bármely hibája az idő múlásával felhalmozódik, ami pontatlan SOC becslést eredményez.
- Jelenlegi mérési hiba: Az aktuális mérés hibái, például az eltolás vagy a zaj, szintén jelentős SOC becslési hibákat okozhatnak.
- Az akkumulátor önmagában történő kisülés: A módszer nem veszi figyelembe az akkumulátor önmagát, ami a SOC hosszú ideig túlbecsüléséhez vezethet.
2. Nyitva - áramköri feszültség (OCV) módszer
A nyitott - áramköri feszültség módszer az akkumulátor nyitott - áramköri feszültségének (OCV) és annak állapotának - töltésének kapcsolatán alapul. Minden akkumulátor -kémiában van egy jellegzetes OCV - SOC -görbe, amelyet kísérleti teszteléssel lehet meghatározni.
Ennek a módszernek a használatához az akkumulátornak elegendő ideig (általában több órán keresztül) nyugalomban kell lennie, hogy elérje a stabil OCV -t. Az OCV mérése után a megfelelő SOC -t a Pre -meghatározott OCV - SOC -görbéből lehet beszerezni.
Előnyök:
- Nagy pontosság: Ha az akkumulátor nyugalomban van, és az OCV pontosan megmérik, ez a módszer viszonylag pontos SOC becslést tud biztosítani.
- Az akkumulátor -előzményektől független: Nem támaszkodik az akkumulátor korábbi töltésére vagy kisülési előzményeire.
Hátrányok:
- Idő - Fogyasztó: Az akkumulátornak hosszú ideig pihenésre van szüksége, ami nem praktikus a valós időtartamra.
- Hiszterézishatás: Néhány akkumulátor -vegyszer hiszterézishatást mutat, ahol az OCV - SOC -görbe eltér a töltés és a kibocsátás során, így az SOC becslése bonyolultabb.
3. Elektrokémiai impedancia spektroszkópia (EIS) módszer
Az elektrokémiai impedancia -spektroszkópia olyan technika, amely az akkumulátor impedanciáját egy frekvenciatartományban méri. Az akkumulátor impedanciája a belső elektrokémiai folyamatokhoz kapcsolódik, és információkat szolgáltathat az akkumulátor állapotáról - töltésről.
Az impedancia spektrum elemzésével azonosítható specifikus impedancia -paraméterek, amelyek korrelálnak a SOC -val. Például a töltésátviteli ellenállás és a kettős rétegű kapacitás megváltozhat a SOC -val.
Előnyök:
- Nem - invazív: Nem igényel az akkumulátor szétszerelését vagy a normál működését.
- További információkat szolgáltathat: A SOC becslése mellett az EIS információkat is nyújthat az akkumulátorok egészségéről és az öregedésről.
Hátrányok:
- Komplex mérés és elemzés: Az impedancia spektrum méréséhez speciális berendezésekre van szükség, és a spektrum elemzése gyakran összetett, és fejlett algoritmusokat igényel.
- Frekvenciafüggőség: Az impedancia és a SOC közötti kapcsolat frekvencia -függő lehet, és az optimális frekvenciatartomány eltérő az akkumulátor -kémiai és működési körülmények között.
4. Modell alapú módszerek
Modell alapú módszerek matematikai modelleket használnak az akkumulátor viselkedésének leírására és az SOC becslésére. Két fő típusú modell létezik: ekvivalens áramköri modellek és elektrokémiai modellek.
Egyenértékű áramköri modellek
Az ekvivalens áramköri modellek az akkumulátort az elektromos alkatrészek, például ellenállók, kondenzátorok és feszültségforrások kombinációjaként képviselik. A leggyakoribb ekvivalens áramköri modell a Thevenin modell, amely egy nyitott áramköri feszültségforrásból, sorozat ellenállásból és egy párhuzamos RC áramkörből áll.
Az ekvivalens áramköri modell paraméterei kísérleti teszteléssel azonosíthatók, és a SOC becslhető egy állapot -becslési algoritmus, például a Kalman szűrő vagy a kibővített Kalman szűrő segítségével.
Előnyök:
- Viszonylag egyszerű: könnyebben megvalósíthatók az elektrokémiai modellekhez képest, és jó SOC becslési pontosságot nyújthatnak.
- Valós időbeli alkalmazás: Az akkumulátor működése során felhasználhatók valós időbeli SOC becslésre.
Hátrányok:
- Modell pontosság: A SOC becslés pontossága az egyenértékű áramköri modell pontosságától és a paraméterek azonosításától függ.
- Paraméter -variáció: Az ekvivalens áramköri modell paraméterei a hőmérséklet, az SOC és az akkumulátor öregedésével változhatnak, ami befolyásolhatja a SOC becslési pontosságát.
Elektrokémiai modellek
Az elektrokémiai modellek az akkumulátor belsejében bekövetkező fizikai és kémiai folyamatokon alapulnak, például iondiffúzió, töltésátvitel és elektróda reakciók. Ezek a modellek részletesebb és pontosabb leírást nyújthatnak az akkumulátor viselkedéséről az egyenértékű áramköri modellekhez képest.
Az elektrokémiai modellek azonban összetettebbek és számítási szempontból drágák, és nagyszámú paramétert kell meghatározni.
5. hibrid módszerek
A hibrid módszerek a fentiek közül kettőt vagy több - említett módszert kombinálnak, hogy kihasználják az erősségeiket és legyőzzék korlátozásaikat. Például egy hibrid módszer kombinálhatja a Coulomb -számlálási módszert az OCV módszerrel.
A Coulomb -számlálási módszer valós időbeli SOC becslést biztosíthat az akkumulátor működése során, míg az OCV módszer rendszeresen alkalmazható a Coulomb -számlálási módszer felhalmozott hibáinak kijavítására.
Előnyök:
- Javított pontosság: A különböző módszerek kombinálásával a SOC becslésének általános pontossága jelentősen javítható.
- Alkalmazkodóképesség: A hibrid módszerek jobban alkalmazkodhatnak a különböző akkumulátor -vegyszerekhez, működési feltételekhez és az alkalmazási követelményekhez.
Hátrányok:
- Megnövekedett bonyolultság: A hibrid módszerek megvalósítása összetettebb és több számítási forráshoz szükséges.
A motívum -elemek és a SOC becslés alkalmazásai
A motívum teljesítményű elemeit széles körben használják különféle alkalmazásokban, példáulGolfkocsi és városnéző jármű akkumulátor,Elektromos motorkerékpár és robogó akkumulátor, ésMotor indító akkumulátor-
A golfkocsikban és a városnéző járművekben a pontos SOC becslés elengedhetetlen annak biztosítása érdekében, hogy a jármű befejezze a tervezett útját anélkül, hogy elfogyott. A megbízható SOC becslési módszer segíthet a járművezetőnek az útvonal és a töltési ütemterv hatékonyabb megtervezésében.
Az elektromos motorkerékpárok és robogók esetében az SOC becslése elengedhetetlen ahhoz, hogy a versenyzőnek pontos jelölje a fennmaradó tartományt. Ez az információ fontos a versenyző biztonsága és kényelme szempontjából, mivel lehetővé teszi számukra az utazások megtervezését és a töltőállomások előzetes megtalálását.
A motor indulási alkalmazásaiban az SOC becslése elősegítheti az akkumulátor meghibásodásának megakadályozását és a megbízható motor indításának biztosítását. A SOC megfigyelésével a jármű elektromos rendszere megfelelő intézkedéseket tehet, például a nem alapvető elektromos alkatrészek energiafogyasztásának csökkentése érdekében, hogy megőrizze az akkumulátor töltését.
Következtetés
Pontos állapot - A töltés becslése a motívum -akkumulátor kezelésének kritikus szempontja. A különféle SOC becslési módszereknek megvannak a saját előnyei és hátrányai, és a módszer megválasztása különféle tényezőktől függ, mint például az alkalmazási követelmények, az akkumulátor kémia és a rendelkezésre álló erőforrások.
Motive Power akkumulátor -beszállítóként elkötelezettek vagyunk a magas színvonalú akkumulátorok biztosításáért és az ügyfelek pontos SOC becslési megoldásainak támogatása mellett. Ha érdekli a motívum -energiaterületeink, vagy bármilyen kérdése van a SOC becslésével kapcsolatban, kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot további megbeszélésekkel és beszerzési tárgyalásokkal. Bízunk benne, hogy együtt dolgozhatunk az akkumulátor igényeinek kielégítésére.
Referenciák
- Pett, GL (2004). Bővített Kalman szűrés a LIPB -alapú HEV akkumulátorok akkumulátorkezelő rendszereihez: 1. rész. Háttér. Journal of Power Források, 134 (2), 252 - 261.
- Chen, Z., és Rincon - Munoz, OA (2010). A Li - ion akkumulátorok elektrokémiai impedancia spektroszkópiája online állapotban - töltés és állapot - az egészségbecslés. Journal of Power Sources, 195 (17), 5532 - 5542.
- Dubarry, M. és Liaw, (2006). A lítium - ion akkumulátor töltése és kapacitás becslése új nyitott - áramköri feszültség és állapot - töltéssel. Journal of Power Források, 161 (1), 136 - 144.