Mae system rheoli batris yn darganfod cyflwr gwefr a chyflwr iechyd mewn batris lithiwm-ion trwy ddefnyddio technegau amcangyfrif anuniongyrchol. Ni all fesur y pethau hyn yn uniongyrchol oherwydd bod gan y batri adweithiau cymhleth y tu mewn. Felly, mae'r system yn defnyddio dulliau fel echdynnu nodweddion ystadegol, cyfrif Coulomb, a modelau uwch sy'n seiliedig ar ddata. Er enghraifft, mae'n edrych ar fetrigau ystadegol fel amrywiant, cymedr, a gogwydd o gromliniau foltedd a cherrynt i wylio am ddirywiad batri. Mae defnyddio dulliau amcangyfrif anuniongyrchol, fel dysgu peirianyddol a dulliau sy'n seiliedig ar arsylwyddion, yn helpu i wneud amcangyfrif soc yn fwy cywir a diogel. Mae'r dulliau amcangyfrif soc hyn yn helpu'r system rheoli batris i ragweld newidiadau mewn batris lithiwm-ion. Maent hefyd yn helpu i reoli colli capasiti, heneiddio a risgiau'n well. Mae amcangyfrif cyflwr gwefr ac amcangyfrif cyflwr iechyd da yn helpu pob batri lithiwm-ion i weithio'n well a phara'n hirach.
Mae amcangyfrif soc cywir mewn systemau batri lithiwm-ion yn cadw'r batri'n ddiogel rhag gorwefru, gorboethi, a methiannau sydyn. Mae hyn yn gwneud technegau amcangyfrif cryf yn bwysig iawn ar gyfer systemau rheoli batri modern.
Metrig Ystadegol | Disgrifiad | Cydberthynas â Diraddio Batri |
|---|---|---|
Amrywiaeth | Yn gwirio pa mor gyson yw newidiadau foltedd/cerrynt | Mae amrywiant uwch yn golygu gwrthiant mewnol anwastad ac adweithiau cemegol, a difrod i'r electrod |
Uchafswm Gwerth | Foltedd/cerrynt uchaf yn ystod gwefru neu ollwng | Mae niferoedd is yn dangos llai o gapasiti llwyth a phroblemau diogelwch posibl fel gorwefru neu orboethi |
Isafswm Gwerth | Foltedd/cerrynt isaf yn ystod codi tâl neu ollwng | Yn dangos colli capasiti a phroblemau diogelwch |
Cymedr (Cyfartaledd) | Foltedd/cerrynt cyfartalog yn ystod cylchred | Mae newidiadau'n dangos chwalfa electrolytau a llai o allbwn ynni |
Aflonyddwch | Pa mor anwastad mae'r foltedd/cerrynt yn cael ei ledaenu | Wedi'i ddefnyddio mewn echdynnu nodweddion i ragweld SOH |
Kurtosis Gormodol | Pa mor finiog yw'r brig foltedd/cerrynt | Mae niferoedd uwch yn golygu mwy o bolareiddio a llai o allu mewnosod lithiwm |
Siop Cludfwyd Allweddol
Ni all systemau rheoli batri fesur gwefr na chyflwr yn uniongyrchol. Maent yn defnyddio ffyrdd anuniongyrchol fel dadansoddi ystadegol, cyfrif Coulomb, a dysgu peirianyddol. Mae'r dulliau hyn yn helpu i amcangyfrif gwefr ac iechyd batri.
Mae gwybod cyflwr y gwefr yn helpu i gadw batris yn ddiogel. Mae'n atal gorwefru, gorboethi, a phroblemau sydyn.
Mae gwahanol ffyrdd o wirio batris. Mae Foltedd Cylchdaith Agored, Cyfrif Coulomb, Hidlo Kalman, a modelau sy'n seiliedig ar AI yn rhai dulliau. Mae gan bob un ohonynt bwyntiau da a drwg. Mae eu defnyddio gyda'i gilydd yn gwneud canlyniadau'n well ac yn fwy dibynadwy.
Mae amcangyfrif cyflwr iechyd yn gwirio pa mor hen yw batri. Mae'n edrych ar golled capasiti a gwrthiant mewnol. Mae hyn yn helpu i ddyfalu oes batri ac osgoi problemau diogelwch.
Mae dulliau hybrid yn cymysgu dulliau sy'n seiliedig ar fodelau a dulliau sy'n cael eu gyrru gan ddata. Mae'r rhain yn rhoi'r canlyniadau gorau. Gallant newid gyda defnydd yn y byd go iawn. Mae hyn yn helpu batris i bara'n hirach a gweithio'n well.
Hanfodion System Rheoli Batri
Swyddogaethau Allweddol
Mae system rheoli batris yn bwysig iawn ar gyfer batris lithiwm-ion. Mae'n helpu i gadw batris lithiwm-ion yn ddiogel ac yn gweithio'n dda. Mae'r system yn gwirio pob cell batri lithiwm-ion am foltedd, cerrynt a thymheredd. Mae hefyd yn sicrhau bod pob cell batri lithiwm-ion yn gwefru ac yn rhyddhau'n gyfartal. Mae hyn yn helpu pob batri lithiwm-ion i bara'n hirach a gweithio'n well.
Mae system rheoli batri yn gwylio cyflwr gwefr a chyflwr iechyd pob batri lithiwm-ion. Mae'n defnyddio'r rhifau hyn i atal gorwefru a dadwefru dwfn, a all niweidio batris lithiwm-ion.
Diogelwch sy'n dod yn gyntaf. Bydd y system yn datgysylltu'r batri lithiwm-ion os bydd yn dod o hyd i broblemau fel gorboethi neu gylchedau byr. Gall ddefnyddio celloedd neu becynnau wrth gefn i gadw pethau'n gweithio.
Mae cyfathrebu'n bwysig. Mae'r system rheoli batri yn defnyddio SPI a bws CAN i anfon data i rannau eraill o'r ddyfais neu'r cerbyd.
Mae gwahanol fathau, fel rhai canolog neu rai dosbarthedig, felly gall y system rheoli batri ffitio llawer o ddyluniadau batri lithiwm-ion.
Mae gan rai systemau nodweddion ychwanegol fel monitro o bell, rhagfynegi cylch bywyd, a chanfod namau. Mae'r rhain yn defnyddio cyfrifiadura cwmwl a dysgu peirianyddol i helpu'r batri i weithio'n well ac yn fwy diogel.
Swyddogaeth Allweddol / Algorithm | Disgrifiad |
|---|---|
Monitro Celloedd | Yn gwylio foltedd, cerrynt a thymheredd pob cell batri lithiwm-ion. Yn canfod problemau ac yn cychwyn camau diogelwch. Yn darganfod cyflwr y gwefr a'r cyflwr iechyd. |
Optimization Pŵer | Yn rheoli gwefru a dadwefru i gadw celloedd batri lithiwm-ion yn ddiogel. Yn gweithio gyda systemau eraill i ddefnyddio pŵer mewn ffordd glyfar. |
Sicrwydd Diogelwch | Yn atal peryglon fel rhediad thermol. Yn defnyddio cynlluniau wrth gefn ac yn cadw pobl yn ddiogel rhag sioc drydanol. |
Optimeiddio Gwefru Batri | Yn newid y gwefru i leihau straen ar bob cell batri lithiwm-ion. Yn cadw codau nam ar gyfer gwiriadau diweddarach. |
Algorithm Cydbwyso Celloedd | Yn sicrhau bod gan bob cell batri lithiwm-ion yr un foltedd. Yn defnyddio cydbwyso gweithredol neu oddefol i helpu'r batri i weithio'n well. |
Algorithmau Cyfathrebu | Yn anfon data rhwng y system rheoli batri a dyfeisiau eraill. Yn atal gwefru os yw'n dod o hyd i amodau anniogel. |
Awgrym: Gall defnyddio meddalwedd ac offer caledwedd parod helpu peirianwyr i adeiladu a phrofi system rheoli batris ar gyfer batris lithiwm-ion yn gyflymach.
Cemegau â Chymorth
Mae angen i system rheoli batri weithio gyda llawer o gemegau batri lithiwm-ion. Mae gan bob cemeg, fel NMC, LFP, ac NCA, ei phwyntiau da a drwg ei hun. Er enghraifft, mae gan fatris lithiwm-ion NMC ddwysedd ynni uchel. Mae batris lithiwm-ion LFP yn para'n hirach ac yn trin gwres yn well. Mae'r system rheoli batri yn newid sut mae'n gweithio i gyd-fynd â phob cemeg batri lithiwm-ion.
Mae astudiaethau diweddar yn edrych ar sut mae gwahanol gemegau batri lithiwm-ion yn gweithio mewn cerbydau trydan. Mae'r astudiaethau hyn yn dangos bod yn rhaid i systemau rheoli batri ymdopi â newidiadau mewn dwysedd ynni, cost, a bywyd cylchred. Maent hefyd yn dangos bod rheoli thermol ac amcangyfrif cyflwr uwch yn bwysig ar gyfer pob math o fatri lithiwm-ion. Gall modelau dysgu peirianyddol helpu i ragweld cyflwr iechyd batris lithiwm-ion trwy ddefnyddio data wedi'i hidlo. Mae hyn yn lleihau camgymeriadau ac yn helpu'r system rheoli batri i ymdopi â'r ffordd y mae pob cemeg batri lithiwm-ion yn heneiddio.
Gall system rheoli batri hyblyg weithio gyda llawer o gemegau batri lithiwm-ion. Mae hyn yn helpu pob cymhwysiad, o gerbydau trydan i electroneg gludadwy, i gael y perfformiad a'r diogelwch batri gorau.
Cyflwr Gwefr mewn Batris Lithiwm-Ion
Mae cyflwr y gwefr yn bwysig iawn ar gyfer batris lithiwm-ion. Mae'n helpu i gadw'r batri'n ddiogel ac yn gweithio'n dda. Os nad yw'r cyflwr gwefr yn iawn, gall y batri fynd yn rhy boeth neu golli pŵer. Gall hyn wneud i'r batri dorri neu hyd yn oed achosi problemau peryglus fel tanau. Mewn ceir trydan, mae gwybod cyflwr y gwefr yn helpu gyda brecio a gwefru. Mae hefyd yn gwneud i'r batri bara'n hirach. Mae astudiaethau'n dangos bod amcangyfrif cyflwr gwefr da yn lleihau camgymeriadau ac yn helpu'r amgylchedd.
Ni allwch fesur cyflwr y gwefr yn uniongyrchol mewn batri lithiwm-ion. Mae'r adweithiau cemegol y tu mewn yn gudd ac yn anodd eu gweld. Gall synwyryddion fod yn anghywir oherwydd sŵn a newidiadau yn y batri. Felly, mae systemau rheoli batris yn defnyddio ffyrdd arbennig o ddyfalu cyflwr y gwefr. Maent yn edrych ar foltedd, cerrynt a thymheredd i'w ddarganfod. Mae'r dulliau hyn yn helpu i ddelio â phroblemau synhwyrydd a heneiddio batris.
Dull OCV
Mae'r dull Foltedd Cylchdaith Agored yn dyfalu cyflwr y gwefr trwy wirio foltedd y batri ar ôl iddo orffwys. Mae gan bob cemeg batri ei gyswllt foltedd a chyflwr gwefr ei hun. Mae'r dull hwn yn syml ac nid yw'n costio llawer. Mae'n gweithio'n dda ar gyfer y gwiriad cyflwr gwefr cyntaf ac nid oes angen model batri mawr arno.
Agwedd | manylion |
|---|---|
Egwyddor | Mesurir foltedd y batri ar ôl gorffwys. Canfyddir y cysylltiad rhwng y OCV a chyflwr y gwefr drwy brofi pob math o fatri. |
Manteision | 1. Proses syml |
Cyfyngiadau | 1. Angen amser gorffwys hir (dros 2 awr os yw'n oer) |
Ni all y dull OCV wirio cyflwr y gwefr tra bod y batri yn gweithio. Mae batris lithiwm-ion yn aml yn newid yn gyflym, felly nid yw aros i'r batri orffwys yn ddefnyddiol. Mae smotiau gwastad yn y gromlin OCV yn ei gwneud hi'n hawdd cael camgymeriadau mawr o newidiadau foltedd bach.
Cyfrif Coulomb
Mae Cyfrif Coulomb, neu gyfrif Ah, yn dyfalu cyflwr y gwefr trwy adio'r cerrynt sy'n mynd i mewn ac allan. Mae'n dechrau gyda rhif cyflwr gwefr cyntaf ac yn ei newid wrth i'r cerrynt symud.
Agwedd Gwerthuso | manylion |
|---|---|
Dull | Algorithm Cyfrif Coulomb gwell |
Dull Dilysu | Prawf MATLAB o'i gymharu â chyflwr gwefr go iawn o gromliniau gwefru/dadwefru |
Gwall Uchaf (Diwedd y Gwefru) | Tua 3.5% |
Gwall yn ystod Cyfnod CC | Llai na 2% |
Gwall yn ystod Cyfnod CV | Llai na 1% |
Tuedd Gwall | Yn mynd yn fwy dros amser cyn archwiliad cyflwr iechyd |
Ffactorau Pwysig | Cyflwr gwefru cyntaf da a gwiriadau gwefru yn lleihau camgymeriadau |
manteision | Mathemateg syml; cywirdeb digon da; dim angen data batri ychwanegol |
cyfyngiadau | Mae camgymeriadau'n cronni dros amser; mae angen ffigurau cyflwr gwefr a chyflwr iechyd da yn gyntaf |
Mae Cyfrif Coulomb yn hawdd i'w ddefnyddio ac nid oes angen data batri ychwanegol arno. Ond gall camgymeriadau gronni dros amser. Gall gwallau bach yng nghyflwr cyfredol neu gyntaf y gwefr waethygu. Mae'r dull hwn yn gweithio orau gydag archwiliadau rheolaidd neu ffyrdd eraill o helpu.
Dull | RMSE | MSE | MAE | Canfyddiadau Allweddol |
|---|---|---|---|---|
Cyfrif Coulomb (CC) | 0.5071 | 0.2572 | 0.4571 | Camgymeriadau mwyaf oherwydd sŵn a gwallau synhwyrydd; ddim yn dda ar gyfer defnydd hirdymor |
Hidlydd Kalman Estynedig | 0.0925 | Dim | Dim | Cywirdeb gwell gyda chymorth model; angen model batri da |
Llinol Atchweliad | 0.0778 | Dim | Dim | Gwell nag EKF ond nid yw'n berffaith ar gyfer newidiadau cyflwr gwefr |
Cymorth peiriant fector | 0.0319 | Dim | Dim | Yn ymdrin â newidiadau'n well; angen mwy o bŵer cyfrifiadurol |
Atchweliad Coedwig ar Hap | 0.0229 | 0.0005 | 0.0139 | Cywirdeb gorau; yn gweithio'n dda gyda sŵn a newidiadau; yn dda ar gyfer rheoli batri go iawn |
Hidlo Kalman
Mae Hidlo Kalman yn defnyddio modelau mathemategol i ddyfalu cyflwr y gwefr. Mae'r hidlydd Kalman estynedig a'r hidlydd Kalman heb arogl yn boblogaidd. Mae'r hidlwyr hyn yn cymysgu data amser real â dyfaliadau model batri. Maent yn cywiro eu dyfaliadau wrth i ddata newydd ddod i mewn.
Defnyddir dulliau hidlo Kalman fel EKF, UKF, hidlwyr Kalman addasol, a hidlwyr Kalman deuol yn aml.
Mae'r hidlwyr hyn yn defnyddio modelau batri syml a rhai mwy cymhleth i gael canlyniadau gwell.
Mae profion yn dangos bod hidlwyr Kalman yn ymdopi'n dda â newidiadau, cof batri, a sŵn synhwyrydd.
Mae newid gosodiadau a defnyddio rhwydweithiau niwral yn eu gwneud hyd yn oed yn well.
Mae diweddaru rhifau dro ar ôl tro yn helpu i gywiro camgymeriadau o newidiadau model a drifft synhwyrydd.
Mae astudiaethau'n dangos bod hidlwyr Kalman addasol a deuol yn gwneud yn well na EKF rheolaidd o ran cyflwr gwefr.
Mae Hidlo Kalman yn rhoi dyfaliadau cyflwr gwefr da, amser real ar gyfer batris lithiwm-ion. Mae angen ei sefydlu'n ofalus a model batri da. Gall fod yn anodd ei ddefnyddio, ond mae'n gweithio'n dda pan fydd pethau'n newid yn gyflym.
Dulliau Hybrid ac AI
Mae dulliau hybrid a deallusrwydd artiffisial yn cymysgu ffyrdd sy'n seiliedig ar fodelau a ffyrdd sy'n seiliedig ar ddata i ddyfalu cyflwr gwefr. Mae'r rhain yn defnyddio dysgu peirianyddol, fel rhwydweithiau niwral, peiriannau fector cymorth, ac atchweliad coedwig ar hap. Maent yn dysgu o ddata foltedd, cerrynt a thymheredd. Mae dulliau hybrid yn datrys problemau na all dulliau sengl eu datrys.
Agwedd | Disgrifiad |
|---|---|
Dull | Dyfalu cyflwr gwefr hybrid gan ddefnyddio Peiriant Cyfrif Coulomb a Fector Perthnasedd (movIRVM-Coulomb) |
Set ddata | Data celloedd batri sengl, data prawf pecyn batri, data efelychu Ymgynghorydd |
Amodau | Profion gyda US06, UDDS, NYCC, 1015 o gylchoedd gyrru; tymereddau 0°C, 25°C, 45°C; cyflwr gwefr cyntaf 50%, 80% |
Cywirdeb (RMSE) | O fewn 2% ar gyfer llawer o brofion a thymheredd |
Gwella | Dros 30% yn well na movIRVM yn unig; llai o gamgymeriadau dros amser |
Cyfyngiad Allweddol wedi'i Ymdrin | Yn trwsio croniad camgymeriadau mewn Cyfrif Coulomb pur |
Nodiadau Ychwanegol | Yn defnyddio cyfartaledd symudol i dorri sŵn; dim ond 10-30% o ddata hyfforddi sydd ei angen ar gyfer rhan RVM |
Mae dulliau hybrid yn cymysgu data a modelau i ymdrin â gweithredoedd batri rhyfedd.
Mae dulliau sy'n seiliedig ar ddata yn cynnwys rhwydweithiau niwral, peiriannau fector cymorth, atchweliad proses Gaussaidd, rhwydweithiau niwral tonnau, a rhesymeg niwlog.
Mae'r ffyrdd hyn yn dyfalu cyflwr gwefr o signalau y gallwch eu mesur.
Mae problemau'n cynnwys gwahaniaethau batri, defnydd rhyfedd, a gwisgo batri.
Nawr, mae ymchwilwyr yn hoffi dulliau sy'n seiliedig ar ddata oherwydd ni all modelau ar eu pen eu hunain ddatrys pob problem.
Mae astudiaethau newydd sy'n defnyddio dysgu dwfn a data ceir go iawn yn dangos bod dulliau hybrid ac AI yn gallu dyfalu cyflwr gwefr gyda llai na 2% o wall. Mae'r ffyrdd hyn yn gywir iawn ac yn gweithio'n dda, hyd yn oed pan fydd pethau'n newid llawer.
Nodyn: Mae dulliau ystadegol yn helpu i ddyfalu cyflwr gwefr trwy gywiro ansicrwydd, camgymeriadau synhwyrydd, a sŵn ar hap. Mae calibradu, atchweliad, a phrofi yn gwneud pob dull cyflwr gwefr yn fwy dibynadwy.
Dulliau Amcangyfrif Cyflwr Iechyd
Mae cyflwr iechyd, neu SOH, yn dweud wrthym faint mae batri lithiwm-ion wedi heneiddio. Mae'n cymharu'r batri nawr â phan oedd yn newydd. Canfyddir SOH trwy edrych ar y capasiti cyfredol a'i gymharu â'r capasiti gwreiddiol. Gellir ei wirio hefyd trwy gymharu'r gwrthiant mewnol â chell newydd. Pan fydd SOH yn gostwng islaw 80% neu 70%, mae'r batri ar ddiwedd ei oes. Mae SOH yn bwysig oherwydd ei fod yn effeithio ar ba mor dda y mae'r batri yn gweithio, pa mor ddiogel ydyw, a pha mor hir y mae'n para. Wrth i SOH ostwng, mae'r batri yn dal llai o ynni. Mae hyn yn golygu na all ceir trydan fynd cyhyd ac nad yw dyfeisiau'n rhedeg cyhyd. Os yw batri yn heneiddio llawer, gall chwyddo, gollwng, neu hyd yn oed fynd ar dân. Mae rhagfynegiad SOH da yn helpu i atal y problemau hyn ac yn cadw batris yn ddiogel.
Agwedd | Tystiolaeth | Data Rhifyddol / Manylion |
|---|---|---|
Diffiniad o SOH | SOH yw'r gymhareb o gapasiti cyfredol i'r capasiti cychwyn neu'n cymharu gwrthiant mewnol â batri newydd. | Lefelau diwedd oes SOH yw 80% neu 70% o'r capasiti ar ôl. |
Effaith ar Hirhoedledd | Mae SOH yn dangos faint o gapasiti sy'n cael ei golli, sy'n cyfyngu ar ba mor bell y gall cerbydau trydan fynd. Mae heneiddio batri yn golygu llai o gapasiti. | Mae batris cerbydau trydan a ddefnyddir am dros 10,000 km a mwy nag 800 diwrnod yn dangos patrymau o golli capasiti. |
Effaith ar Ddiogelwch | Gall heneiddio gwael achosi gollyngiadau, chwyddo, gorboethi a thanau. | Mae risgiau diogelwch yn gwaethygu wrth i SOH ostwng, felly mae gwirio SOH yn bwysig. |
Ffynhonnell Data | Daw data o lawer o gerbydau trydan gyda gwahanol ffyrdd o yrru a gwefru. | Mae gan y set ddata 347 o gerbydau trydan, cofnodion gwefru am 25 mis, a llawer o newidiadau yn y byd go iawn. |
Heriau wrth Amcangyfrif SOH | Mae newidiadau yn y byd go iawn, camgymeriadau yn y SOC, data swnllyd, a dim digon o samplau yn gwneud SOH yn anodd ei wirio. | Mae camgymeriadau SOC yn mynd yn fwy wrth i fatris heneiddio, ac mae gan BMS drafferth diweddaru capasiti yn gyflym. |
Dulliau Uwch | Mae dysgu peirianyddol a ffyrdd sy'n seiliedig ar ddata yn gwneud gwiriadau SOH yn well. | Mae BiGRU, atchweliad fector cymorth, a rhwydweithiau niwral dwfn yn helpu i ddyfalu SOH a SOC yn fwy manwl gywir. |
Gwrthiant Mewnol
Mae gwrthiant mewnol yn bwysig iawn ar gyfer gwirio SOH mewn batris lithiwm-ion. Wrth i fatris fynd yn hŷn, mae eu gwrthiant mewnol yn cynyddu. Mae hyn yn digwydd oherwydd bod rhannau y tu mewn i'r batri yn gwisgo allan ac yn torri i lawr. Os yw'r gwrthiant yn dyblu neu os yw'r capasiti'n gostwng i 70-80%, mae'r batri ar ddiwedd ei oes. Mae llawer o ffyrdd o wirio SOH yn defnyddio gwrthiant mewnol. Mae mesur gwrthiant yn uniongyrchol yn rhoi canlyniadau da ond fel arfer mae angen i'r batri orffwys, sy'n anodd yn ystod defnydd arferol.
Mae gwyddonwyr wedi creu ffyrdd newydd o ddefnyddio gwrthiant mewnol i wneud gwiriadau SOH yn well. Er enghraifft, maen nhw'n trwsio'r gromlin foltedd cylched agored gan ddefnyddio data gwrthiant. Mae hyn yn helpu i leihau camgymeriadau o newidiadau mewn cyflymder gwefru. Mae'r ffordd hon yn defnyddio pethau fel amser gwefru cerrynt cyson yn lle mathemateg galed. Mae profion ar ddata batri go iawn yn dangos y gall y dull hwn ostwng y gwall absoliwt cymedrig i tua 1.28% ar gyfer rhai ystodau foltedd. Mae'r canlyniadau hyn yn dangos bod gwylio gwrthiant mewnol yn gwneud gwiriadau SOH yn gryfach ac yn fwy manwl gywir.
rhwystriant
Mae dulliau sy'n seiliedig ar rwysifedd yn defnyddio sut mae batri'n ymateb i drydan i wirio SOH. Yn aml, mae'r dulliau hyn yn defnyddio sbectrosgopeg rwysifedd electrogemegol neu brofion tebyg. Drwy weld sut mae'r batri'n gweithredu gydag amleddau gwahanol, gall peirianwyr weld heneiddio a dyfalu SOH. Gall dulliau rhwystrifedd fod yn fanwl iawn, gyda gwallau gwreiddyn cymedr sgwâr rhwng 0.75% ac 1.5% o unedau SOH.
Math o Ddull | Disgrifiad | Cywirdeb Rhagfynegiad SOH (Gwall RMS) | Ystyriaethau Ymarferol |
|---|---|---|---|
Data EIS Uniongyrchol | Yn defnyddio data sbectrosgopeg impedans electrocemegol crai | Unedau SOH 0.75% – 1.5% | Cyflym i'w fesur, ond gall celloedd fod yn wahanol |
Ffitiau Cylchdaith Cyfwerth | Yn paru data EIS â modelau cylched | Unedau SOH 0.75% – 1.5% | Angen mwy o waith a mathemateg, ond mae llai o ansicrwydd |
Dosbarthiad Amseroedd Ymlacio (DRT) | Yn edrych ar ba mor hir mae'n ei gymryd i bethau setlo gan ddefnyddio data EIS | Unedau SOH 0.75% – 1.5% | Yn cymryd llawer o bŵer cyfrifiadurol, ond mae'n hyblyg |
Dadansoddiad Ymateb Amledd Anlinellol (NFRA) | Yn defnyddio data amledd arbennig i wirio SOH | Unedau SOH 0.75% – 1.5% | Yn rhoi gwybodaeth dda am weithredoedd y batri, yn gyflymach na rhyddhau'n llawn |
Mae dulliau seiliedig ar rwysiand yn gweithio'n dda mewn labordai ac yn rhoi llawer o fanylion am heneiddio batris. Ond gall y dulliau hyn fod yn anodd ac yn gymhleth i'w defnyddio mewn systemau batri amser real. Yn aml, mae angen offer arbennig a gosodiad gofalus arnynt. Mae dulliau newydd sy'n seiliedig ar ddata yn dechrau cymryd drosodd trwy ddefnyddio dysgu peirianyddol i ddyfalu heneiddio batris heb fodelau pendant.
Cyfrif Beiciau
Mae cyfrif cylchoedd yn un o'r ffyrdd hynaf o wirio SOH mewn batris lithiwm-ion. Mae'r ffordd hon yn cyfrif sawl gwaith y mae batri yn cael ei wefru a'i ddefnyddio. Mae pob cylch llawn yn gwneud i'r batri heneiddio ychydig. Drwy gyfrif cylchoedd, gall peirianwyr ddyfalu faint mae'r batri wedi treulio.
Mae cyfrif cylchoedd yn hawdd ac nid oes angen offer arbennig na mathemateg galed arno. Ond nid yw'n edrych ar sut mae pob cylch yn wahanol. Mae pethau fel tymheredd, faint mae'r batri'n cael ei ddefnyddio, a pha mor gyflym y mae'n gwefru i gyd yn newid pa mor gyflym y mae'n heneiddio, ond mae cyfrif cylchoedd yn trin pob cylch yr un fath. Gall hyn wneud gwiriadau SOH yn anghywir, yn enwedig mewn bywyd go iawn lle mae batris yn wynebu llawer o fathau o straen.
Dulliau Uwch
Mae ffyrdd uwch o wirio SOH yn defnyddio dysgu peirianyddol a deallusrwydd artiffisial i astudio llawer o ddata batri. Mae'r ffyrdd hyn yn dysgu o foltedd, cerrynt a thymheredd i ddyfalu SOH yn well na'r hen ffyrdd. Gall modelau dysgu peirianyddol fel peiriannau fector cymorth, coedwigoedd ar hap a rhwydweithiau niwral dwfn ddod o hyd i batrymau heneiddio batri anodd.
Mae astudiaethau diweddar yn dangos bod y ffyrdd hyn sy'n seiliedig ar ddata yn gweithio'n well na hen fodelau ffisegol. Er enghraifft, gall atchweliad fector cymorth ac atchweliad proses Gaussaidd gael gwallau gwreiddyn cymedrig sgwâr o dan 0.4% wrth ddyfalu SOH. Mae rhwydweithiau niwral porthiant-ymlaen a systemau casglu niwro-niwlog addasol hefyd yn gwneud yn dda, gyda chamgymeriadau isel a chanlyniadau da ar gyfer gwahanol fatris.
Nid oes angen modelau batri manwl ar gyfer dulliau dysgu peirianyddol.
Mae cyfrifiadura cwmwl yn caniatáu i fodelau mwy redeg, gan wneud gwiriadau SOH yn well hyd yn oed os yw'r system batri yn fach.
Gall defnyddio mwy nag un model dysgu peirianyddol wneud gwiriadau SOH hyd yn oed yn fwy cywir.
Gall y ffyrdd hyn gael gwallau cymedrig absoliwt o fewn 3% a gwallau gwreiddyn y sgwâr cymedrig o fewn 2% mewn profion go iawn.
Ond, mae angen data hyfforddi da a llawer iawn ar ddulliau uwch. Gallant gael trafferth gyda heneiddio batris rhyfedd neu newidiadau mawr yn y ffordd y defnyddir batris. Mae dewis nodweddion da o ddata gwefru yn bwysig, gan fod gwefru yn fwy rheolaidd na defnyddio'r batri mewn ceir trydan. Rhaid i beirianwyr sicrhau bod y dulliau hyn yn gryf ac yn ddiogel cyn eu defnyddio mewn systemau batri sy'n amddiffyn pobl.
Nodyn: Mae symud o hen fodelau ffisegol i ffyrdd sy'n seiliedig ar ddata yn dangos bod angen gwiriadau SOH gwell a mwy hyblyg arnom ar gyfer batris lithiwm-ion. Mae dysgu peirianyddol yn helpu i ganfod heneiddio batris yn gynnar ac yn gwneud i fatris weithio'n well trwy ddod o hyd i arwyddion o broblemau yn gynt.
Cyfuno Dulliau ar gyfer Cywirdeb
Dulliau Hybrid
Mae systemau rheoli batris yn gweithio'n well pan fyddant yn defnyddio mwy nag un dull i wirio cyflwr y gwefr a'r cyflwr iechyd. Ni all un dull ar ei ben ei hun ddatrys pob problem mewn systemau batris lithiwm-ion. Dulliau hybrid cymysgu cryfderau algorithm sy'n seiliedig ar fodelau, sy'n cael eu gyrru gan ddata, ac algorithmau dysgu. Mae hyn yn helpu i leihau sŵn, ymdrin â ffactorau anhysbys, a chadw i fyny â heneiddio batris.
Mae llawer o algorithmau optimeiddio, fel y sgwariau lleiaf, Algorithm Optimeiddio Sunflower, ac algorithm chwilio eryr bald, yn gwneud gwiriadau cyflwr gwefr yn well. Er enghraifft, dim ond 1.06% oedd gan algorithm chwilio eryr bald ar gyfer SOC.
Mae Mapiau Hunan-Drefnu Gwell a dysgu lled-oruchwyliedig wedi dangos gwallau uchaf ger 1.25% ac RMSE mor isel â 0.55%. Mae'r canlyniadau hyn yn golygu bod dulliau hybrid yn rhoi gwiriadau SOC cryf ar gyfer batris lithiwm-ion.
Mae defnyddio cydbwyso celloedd gweithredol gyda dysgu peirianyddol ar gyfer gweddill oes ddefnyddiol yn helpu gyda gwahaniaethau celloedd a heneiddio batri. Mae celloedd cytbwys yn rhoi data cyflwr gwefr gwell, sy'n helpu i ragweld iechyd batri lithiwm-ion.
Mae modelau rhwydwaith niwral hybrid yn helpu gyda newidiadau tymheredd a sut mae batris yn cael eu defnyddio. Drwy gymysgu cydbwyso ffisegol a dulliau sy'n seiliedig ar ddata, gall systemau rheoli batris helpu batris lithiwm-ion i bara'n hirach a gweithio'n well. Mae cyfuno aml-fodel, fel Random Forest, yn gwneud gwiriadau cyflwr iechyd hyd yn oed yn gryfach drwy ddefnyddio'r rhannau gorau o wahanol fodelau.
Mae dulliau hybrid yn helpu systemau rheoli batris i ymdopi â newidiadau yn y byd go iawn. Mae hyn yn eu gwneud yn fwy dibynadwy ar gyfer cerbydau trydan a defnyddiau eraill.
Ystyriaethau Cais
Mae angen cynllunio'n ofalus wrth ddewis a defnyddio dulliau hybrid mewn systemau batri lithiwm-ion go iawn. Rhaid i beirianwyr feddwl am yr hyn sydd ei angen ar gyfer pob defnydd, fel ceir trydan neu storfa.
Mae dulliau sy'n seiliedig ar ddata yn defnyddio data synhwyrydd amser real ac yn newid wrth i fatris heneiddio neu gael eu defnyddio. Mae'r ffyrdd hyn yn fwy cywir, yn gweithio gyda gwahanol gemegau, ac yn trin sŵn synhwyrydd yn dda.
Mae fframweithiau hybrid yn cymysgu algorithmau coedwig ar hap gwell, modelau sy'n seiliedig ar ffiseg, ac offer dysgu peirianyddol eraill. Mae'r cydbwysedd hwn yn rhoi cywirdeb, yn gweithio'n gyflym, a gellir ei ddefnyddio ar gyfer llawer o fathau a sefyllfaoedd o fatris lithiwm-ion.
Rhaid i beirianwyr ddatrys problemau fel yr angen am lawer o ddata da, dewis y nodweddion cywir, a chostau cyfrifiadurol. Gall cymysgu nodweddion a thiwnio gosodiadau wneud rhagfynegiadau'n well a helpu gyda newidiadau amser real.
Mae llawer o ddata, fel foltedd celloedd, cerrynt, tymheredd, a chyfrif cylchoedd, yn helpu i ddewis y dulliau hybrid gorau. Mae'r ffyrdd hyn yn helpu gyda data swnllyd neu goll ac yn rhoi canlyniadau arbennig ar gyfer pob defnydd, nid dim ond cyflwr sylfaenol gwefr a chyflwr iechyd. Mewn bywyd go iawn, mae dulliau hybrid yn gweithio'n dda mewn labordai ac yn y maes, fel mewn ceir trydan, lle maen nhw'n cadw batris yn ddiogel ac yn gweithio o dan wahanol amodau.
Awgrym: Wrth ddewis dulliau hybrid, dylai peirianwyr baru'r dull â nodau, data a lle y bydd yn cael ei ddefnyddio'r system batri. Mae hyn yn helpu i sicrhau bod rheoli batris lithiwm-ion yn ddibynadwy, yn gallu tyfu, ac yn gweithio mewn amser real.
Mae gwybod y soc a'r SOH cywir yn bwysig iawn ar gyfer pa mor dda a pha mor ddiogel y mae batris lithiwm-ion yn gweithio. Mae gan bob dull ei bwyntiau da ei hun, ond mae defnyddio mwy nag un dull gyda'i gilydd mewn system rheoli batris yn rhoi'r canlyniadau gorau ar gyfer gwneud i fatris lithiwm-ion bara a gweithio'n well. Mae ymchwil newydd yn dangos y gall defnyddio ffyrdd clyfar o ddewis data pwysig a rhwydweithiau niwral gwell wneud camgymeriadau'n fach iawn, hyd yn oed i lawr i 0.16%. Mae hyn yn helpu batris i bara'n hirach ac aros yn fwy diogel. Mae'n bwysig dewis y dull amcangyfrif sy'n cyd-fynd â'r hyn sydd ei angen ar bob batri lithiwm-ion.
Cwestiynau Cyffredin
Beth yw prif swyddogaeth system rheoli batri?
Mae system rheoli batris yn cadw batris yn ddiogel. Mae'n gwirio cyflwr y gwefr a'r cyflwr iechyd. Mae'r system yn cydbwyso celloedd fel eu bod yn gweithio gyda'i gilydd. Mae'n atal batris rhag mynd yn rhy boeth neu'n rhy llawn. Mae hyn yn helpu batris i bara'n hirach a gweithio'n well.
Pam na all synwyryddion fesur cyflwr gwefr yn uniongyrchol?
Ni all synwyryddion edrych y tu mewn i fatri. Mae adweithiau cemegol yn digwydd y tu mewn lle na all synwyryddion weld. Dim ond foltedd, cerrynt a thymheredd y mae synwyryddion yn eu mesur. Mae'r system yn defnyddio'r rhifau hyn gydag algorithmau arbennig i ddyfalu cyflwr gwefr.
Sut mae tymheredd yn effeithio ar amcangyfrif cyflwr batri?
Pan mae'n boeth neu'n oer iawn, mae ymatebion batri yn newid. Gall y system wneud camgymeriadau o ran cyflwr gwefr neu gyflwr iechyd. Mae systemau rheoli batri da yn newid eu mathemateg i gywiro'r camgymeriadau hyn.
Pa ddull sy'n rhoi'r amcangyfrif mwyaf cywir o gyflwr iechyd?
Dull | Lefel Cywirdeb |
|---|---|
Dysgu peiriant | Uchel Iawn |
Dadansoddiad rhwystriant | uchel |
Gwrthiant Mewnol | Canolig |
Cyfrif Beiciau | isel |
Fel arfer, mae dysgu peirianyddol yn rhoi'r canlyniadau gorau os yw'r data'n dda.
