Le funzioni principali del sistema di gestione della batteria
2.1 Stima del SOC
Il SOC viene utilizzato per descrivere la carica residua della batteria ed è uno dei parametri più importanti nella durata della batteria. La stima SOC è la base per giudicare il sovraccarico e la sovrascarica della batteria. La stima accurata può evitare il problema di sovraccarico e scarica del pacco batteria nella massima misura, in modo che possa funzionare in modo più affidabile.
La stima del SOC della batteria mostra una non linearità molto forte sotto l'influenza dell'ambiente di lavoro interno e del cambiamento dell'ambiente esterno. Ci sono molti fattori interni ed esterni che influenzano la capacità della batteria, come la temperatura della batteria, la durata della batteria, la resistenza interna della batteria, ecc. È molto difficile completare accuratamente la stima SOC.
I metodi di stima SOC esistenti sono i seguenti:
(1) Un metodo di misurazione delle ore. Il metodo di misurazione Anshi non considera i cambiamenti nella struttura interna e nello stato della batteria, e quindi ha i vantaggi di una struttura semplice e di un funzionamento conveniente, ma la precisione del metodo non è elevata. Se la precisione della misurazione corrente non è elevata, con il passare del tempo, l'errore cumulativo SOC continuerà ad aumentare, influenzando il risultato finale. Il metodo è adatto per misurare la batteria SOC su un veicolo elettrico. Se la precisione della misurazione può essere migliorata, è un metodo di misurazione SOC semplice e affidabile.
(2) Metodo di tensione a circuito aperto. La tensione a circuito aperto della batteria agli ioni di litio ha una relazione approssimativamente lineare con il SOC, che può essere utilizzata per determinare lo stato interno della batteria. Tuttavia, a causa di severi requisiti di misurazione, la batteria deve essere di almeno 1 ora, il che non è adatto per il rilevamento online in tempo reale delle batterie nei veicoli elettrici. In circostanze normali, a causa del metodo di tensione a circuito aperto, l'accuratezza delle stime iniziali e finali della carica del caricabatterie è relativamente elevata e il metodo della tensione a circuito aperto viene spesso utilizzato in combinazione con il metodo di misurazione dell'amperometro.
(3) Metodo di filtraggio di Kalman. Il metodo di filtro Kalman è particolarmente adatto per batterie ibride con forti fluttuazioni di corrente grazie alla sua eccellente capacità di errore di correzione. Lo svantaggio di questo metodo di stima è che richiede un'elevata velocità di elaborazione del sistema.
(4) Metodo di rete neurale. Le reti neurali hanno caratteristiche come l'elaborazione parallela distribuita, la mappatura non lineare e l'apprendimento adattivo, in modo che possano essere utilizzate per simulare la dinamica della batteria e stimare il SOC. Tuttavia, questo metodo richiede una grande quantità di dati di riferimento per la rete neurale da apprendere, e i dati e i metodi di allenamento devono essere elevati, altrimenti verranno causati errori inaccettabili.
2.2 Gestione della bilancia
Ci sono molti processi nel processo di produzione di una batteria, e la differenziazione può causare incongruenze. La differenza nelle celle della batteria si riflette principalmente nella variazione della resistenza interna e della capacità nel tempo e nella temperatura. Le grandi differenze tra le celle hanno maggiori probabilità di causare un sovraccarico o una sovrascarica, con conseguenti danni alla batteria. Raggiungere il bilanciamento della batteria ottimizza l'utilità della batteria di alimentazione, prolungando la durata della batteria e aumentando la sicurezza. In questa fase, i metodi di bilancio tradizionali in patria e all'estero sono i seguenti:
(1) Metodo di equalizzazione della resistenza. Questo metodo è il principale rappresentante del metodo di equalizzazione del tipo di dissipazione di energia. Il metodo è semplice e il costo è basso, ma la perdita di energia è relativamente grande e l'efficienza è bassa. È adatto solo per sistemi con carica e scarica di piccole dimensioni.
(2) Metodo di capacità commutata. Questo metodo è il principale rappresentante del metodo di equalizzazione del tipo dissipativo non energetico, che compensa le carenze dell'equalizzazione della resistenza. Tuttavia, il suo circuito di controllo è complicato, la velocità di equalizzazione è lenta e richiede molto tempo, il che non è adatto per un uso corrente di grandi dimensioni.
(3) Metodo di equalizzazione del trasformatore. Questo metodo si basa su una struttura di trasformatore multi-winding simmetrico di un metodo di controllo dell'equalizzazione attivo in serie. Le sue carenze sono circuiti complicati, molti dispositivi e un volume troppo grande, che non è facile espandere il pacco batteria. Generalmente adatto per la carica e lo scarico di grandi correnti.
(4) equilibrio centralizzato. Il metodo può trasferire rapidamente l'intero pacco batterie alle celle della batteria e il modulo di equalizzazione centralizzato è di dimensioni più ridotte. Tuttavia, l'operazione di bilanciamento di più batterie non può essere eseguita in parallelo e sono necessari numerosi collegamenti dei cavi, che non sono adatti per un pacco batteria con un numero elevato di batterie.
2.3 Gestione termica
La temperatura ha un impatto su tutti gli aspetti delle prestazioni della batteria. La non uniformità del campo di temperatura esacerba l'incoerenza del pacco batteria, quindi è necessario gestirlo. Lo scopo della gestione termica è di mantenere la temperatura del sistema di batterie entro un determinato intervallo mediante riscaldamento o dissipazione del calore e di mantenere l'uniformità della temperatura all'interno della batteria il più possibile.
La gestione della temperatura completa principalmente le seguenti quattro funzioni: (1) riscaldamento rapido del pacco batteria in condizioni di bassa resistenza; (2) garantire una distribuzione uniforme del campo della temperatura della batteria; (3) misurazione e monitoraggio accurati della temperatura della batteria; (4) nel pacco batteria Quando la temperatura è troppo alta, la quantità di calore viene dissipata in modo efficace. I metodi di raffreddamento comunemente usati includono il metodo di convezione naturale, il metodo di convezione forzata dell'aria, il metodo del flusso liquido, il metodo del materiale a cambiamento di fase e il metodo di gestione termica. I metodi di riscaldamento più comuni comprendono il metodo di riscaldamento interno della batteria, il metodo della piastra riscaldante, il metodo della camicia di riscaldamento e il metodo della pompa di calore.
