የባትሪ ክፍያ ሁኔታ (SOC) ግምት
የተለመዱ የባትሪ ሞዴሎች
የኃይል ባትሪዎች ኤሌክትሮኬሚካላዊ ምላሽ ሂደት ውስብስብ ነው, በብዙ እና እርግጠኛ ባልሆኑ ሁኔታዎች ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል. የዚህ ሂደት የሂሳብ ሞዴል አሰራር ሁለገብ እና ብዙ{1} የመስክ ችግር ነው፣ እና ሁልጊዜም ለአካዳሚም ሆነ ለኢንዱስትሪ ቁልፍ ትኩረት እና ፈተና ነው። የኃይል ባትሪው የግቤት መነቃቃት (የጭነት አሁኑን) እና የውጤት ምልከታ (ቮልቴጅ እና የሙቀት መጠን) ለኃይል ባትሪ አስተዳደር ስርዓት የመጨረሻ መለኪያዎች ናቸው። ትክክለኛ ሞዴሊንግ የሃይል ባትሪዎችን ውጫዊ ባህሪያት በበለጠ በትክክል ለመግለፅ፣ አስተማማኝ የሃይል ባትሪ ሁኔታ ግምት ስልተ ቀመሮችን ለመንደፍ እና ለአዳዲስ ሃይል ተሸከርካሪዎች ጥሩ የኢነርጂ አስተዳደር ስርዓቶችን ለማዘጋጀት አስፈላጊ ነው። የተለመዱ የኃይል ባትሪዎች ሞዴሎች በዋናነት በኤሌክትሮኬሚካል ሞዴሎች፣ በተመጣጣኝ የወረዳ ሞዴሎች እና በማሽን መማሪያ ሞዴሎች የተከፋፈሉ ናቸው።
(1) ኤሌክትሮኬሚካል ሞዴል
በ1990ዎቹ አጋማሽ ላይ ኤም. ዶይሌ፣ ቲኤፍ ፉለር እና በርክሌይ የካሊፎርኒያ ዩኒቨርሲቲ ጄ. ኒውማን በኤሌክትሮኬሚካላዊ ዘዴ ሞዴሎች እድገት መሰረት በመጣል ባለ ቀዳዳ ኤሌክትሮዶች እና የተጠናከረ መፍትሄዎች ንድፈ ሃሳብ ላይ የተመሰረተ የውሸት{6}}ሁለት{11}ልኬት (P2D) ሞዴል አቋቋሙ። ይህ ሞዴል በኃይል ባትሪው ውስጥ ያለውን የሊቲየም ions ስርጭት እና ፍልሰት፣ በአክቲቭ ቅንጣቶች ወለል ላይ ያሉ ኤሌክትሮኬሚካላዊ ግብረመልሶችን፣ የኦሆም ህግን እና የቻርጅ ጥበቃን እና ሌሎች ኤሌክትሮኬሚካላዊ ክስተቶችን በትክክል ለመግለጽ ተከታታይ ከፊል ልዩነት እኩልታዎችን እና አልጀብራ እኩልታዎችን ይጠቀማል። እስከዛሬ ድረስ, አብዛኛዎቹ ኤሌክትሮኬሚካል ሞዴሎች ከዚህ ሞዴል የተገኙ እና የተገነቡ ናቸው. ኤሌክትሮኬሚካላዊ ሞዴል የሃይል ባትሪ ውጫዊ ባህሪያትን ብቻ ሳይሆን የውስጣዊ ባህሪያቶችን ስርጭት እና ለውጦችን (እንደ ኤሌክትሮዶች እና ኤሌክትሮላይቶች ውስጥ ያሉ የሊቲየም ionዎች ክምችት እና ምላሽ ከመጠን በላይ ምላሽ ሊለካ የሚችል) በትክክል ማስመሰል የሚችል የመጀመሪያ መርሆዎች ሞዴል ነው። ከሌሎች የሃይል ባትሪ ሞዴሎች ጋር ሲነጻጸር ኤሌክትሮኬሚካል ሞዴሎች በሃይል ባትሪው ውስጥ ያሉትን ጥቃቅን ምላሾች በበለጠ ጥልቀት ሊገልጹ እና የበለጠ ግልጽ የሆነ አካላዊ ትርጉም ሊኖራቸው ይችላል።
የP2D ሞዴሎች ሁለገብ እና ሊለኩ የሚችሉ፣የተለያዩ የቁሳቁስ ስርዓቶች ላሏቸው የባትሪ አይነቶች ተፈጻሚነት ያላቸው እና ይበልጥ ውስብስብ ወደ ብዙ{1}የመስክ ማያያዣ ሞዴሎች ሊዳብሩ እና ሊራዘሙ ይችላሉ። ስለዚህ, P2D ሞዴሎች በባትሪ ሞዴል ውስጥ የማይተካ ሚና ይጫወታሉ. ነገር ግን፣ ውስብስብ ከፊል ልዩነት እኩልታዎችን እና በርካታ ኤሌክትሮኬሚካላዊ መለኪያዎችን ይዘዋል፣ ይህም በባትሪ አስተዳደር ስርዓት (BMS) ስሌት አቅም ላይ ከፍተኛ ፍላጎቶችን ያስቀምጣል። በአሁኑ ጊዜ የ P2D ሞዴሎችን በዋነኛነት መፍታት የቁጥር ዘዴዎችን ይጠቀማል, ለምሳሌ እንደ ውሱን ልዩነት ዘዴ, ውሱን ኤለመንቱን እና የመጨረሻውን የድምጽ ዘዴ.
(2) ተመጣጣኝ የወረዳ ሞዴል
ተመጣጣኝ የወረዳ ሞዴል እንደ resistors, capacitors እና ቋሚ የቮልቴጅ ምንጮች እንደ ባህላዊ የወረዳ ክፍሎች ይጠቀማል የወረዳ አውታረ መረብ ለመመስረት የኃይል ባትሪ ውጫዊ ባህሪያትን ለመግለጽ. ይህ ሞዴል የኃይል ባትሪውን ቴርሞዳይናሚክ ሚዛን ኤሌክትሮሞቲቭ ሃይልን ለመወከል የቮልቴጅ ምንጭን እና የ RC ኔትወርክን የኃይል ባትሪውን ተለዋዋጭ ባህሪያትን ይጠቀማል። ተመጣጣኝ የወረዳ ሞዴል የኃይል ባትሪውን የተለያዩ የክወና ሁኔታዎች ላይ ጥሩ ተፈጻሚነት አለው, እና ሞዴሉ ያለውን ሁኔታ እኩልታዎች, ማመቻቸት ትንተና እና አተገባበር, ሊገኙ ይችላሉ. አዲሱ የኢነርጂ ተሽከርካሪ ሞዴሊንግ እና የማስመሰል ምርምር እና ሞዴል{3}በBMS ላይ የተመሰረተው ተመሳሳይ የወረዳ ሞዴል በስፋት ጥቅም ላይ ውሏል። ምስል 7-27 በ n RC ኔትወርክ አወቃቀሮች የተዋቀረ የኃይል ባትሪ የተለመደ አቻ የወረዳ ሞዴል ያሳያል፣ እንደ n-RC ሞዴል። ይህ ሞዴል ሶስት ክፍሎችን ያቀፈ ነው-
1) የቮልቴጅ ምንጭ፡ ክፍት{1}የኃይል ባትሪው ሰርኩዌት ቮልቴጅ በ$U_{oc}$ ይወከላል።
2) Ohmic Internal Resistance: የኃይል ባትሪ ኤሌክትሮዶች ቁሳቁሶች, ኤሌክትሮላይት, ማግለል ተከላካይ እና የተለያዩ አካላት የእውቂያ መቋቋም በ $ R_o$ ይወከላል.
3) የ RC አውታረ መረብ፡ የኃይል ባትሪው ተለዋዋጭ ባህሪያት የፖላራይዜሽን ባህሪያትን እና የስርጭት ተፅእኖዎችን ጨምሮ በፖላራይዜሽን መቋቋም በ$R_p$ እና በፖላራይዜሽን አቅም $C_p$ ተገልጸዋል፣ በ $i=0፣ ...፣ n_s$።
በስእል 7-27, አፕ የኃይል ባትሪውን የፖላራይዜሽን ቮልቴጅን ይወክላል.
በኪርቾፍ የቮልቴጅ ህግ እና የአሁን ህግ እና በ capacitor voltage change እና current መካከል ባለው ግንኙነት ላይ በመመስረት የወረዳው ሞዴል ሁኔታ{0}የቦታ እኩልታ እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል፡-
እንደ ሪንት ሞዴል፣ Thevenin ሞዴል እና ባለሁለት ፖላራይዜሽን (ዲፒ) ሞዴል ያሉ በተለምዶ ጥቅም ላይ የዋሉ የኃይል ባትሪ አቻ ሞዴሎች የ n{0}RC አቻ ወረዳ ሞዴል n{1}፣ n{2}} እና n{3} በቅደም ተከተል እና በሃይል ባትሪ ሁኔታ ግምት እና የአስተዳደር ስልተ ቀመሮች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ ልዩ ሁኔታዎች ናቸው።
(3) የማሽን መማሪያ ሞዴሎች
የማሽን መማሪያ ሞዴሎች የባትሪውን ውስጣዊ ስብጥር እና የተወሰኑ የምላሽ ስልቶችን እውቀት አያስፈልጋቸውም; የባትሪውን ታሪካዊ የክወና መረጃ (የአሁኑ፣ የቮልቴጅ፣ የሙቀት መጠን፣ ወዘተ) ብቻ ማግኘት ያስፈልጋቸዋል። በመሠረቱ፣ በተለዋዋጮች መካከል በመስመር ላይ ያልሆኑ የካርታ ስራዎችን በውሂብ{2}የተመሩ ዘዴዎች ይመሰርታሉ። የዚህ ዓይነቱ ሞዴል ዋነኛው ጠቀሜታ ለተለያዩ የባትሪ ዓይነቶች ተፈጻሚነት, ጥሩ ተለዋዋጭነት እና የባትሪ ባህሪን የማይታወቁ ባህሪያትን ሙሉ ለሙሉ የመምሰል ችሎታ ነው.
በኃይል ባትሪ አስተዳደር እና ቁጥጥር ዘርፍ፣ ጥቅም ላይ የሚውሉት የማሽን የመማር ዘዴዎች በዋነኝነት የሚያጠቃልሉት ፉዝ ሎጂክ፣ የነርቭ ኔትወርኮች፣ የድጋፍ ቬክተር ማሽኖች እና ጥምር ስልተ ቀመሮቻቸው ናቸው። እ.ኤ.አ. በማርች 2016 አልፋጎ በጎ የዓለም ሻምፒዮን ሊ ሴዶል ላይ ያሸነፈው ድል በጥልቅ ትምህርት ውስጥ አዲስ ህይወትን በመርፌ አዲስ የምርምር እና የትግበራ ማዕበልን አስነስቷል ፣ ይህም በባትሪ አያያዝ ላይም ተተግብሯል። ለሥልጠና በቂ የባትሪ ውሂብ, የዚህ ዓይነቱ ሞዴል ጥሩ የመተንበይ አፈፃፀምን ሊያሳካ ይችላል. ይሁን እንጂ ይህ ሞዴል አካላዊ ትርጉም የለውም, ሊተረጎም የማይችል ነው, እና አፈፃፀሙ በስልጠና መረጃ ብዛት እና ጥራት ላይ በእጅጉ ተጽእኖ ያሳድራል, ይህም በባትሪ አስተዳደር ስርዓቶች ላይ ሲተገበር አስተማማኝነቱን እና ጥንካሬውን ማረጋገጥ አስቸጋሪ ያደርገዋል.
