Battarísgjald (SOC) Meting
Vanlig battarímodell
Elektrokemiska reaktiónstilgongdin hjá kraftbattaríum er fløkt, ávirkað av nógvum og óvissum faktorum. Støddfrøðilig modellering av hesi tilgongdini er ein tvørfakligur og multi-felt trupulleiki, og hevur altíð verið eitt lyklafokus og avbjóðing fyri bæði akademi og vinnu. Input-eksitatiónin (laststreymur) og útflutningseygleiðingar (spenningur og hiti) av einum streymbattaríi eru endaligir mátaðir parametrar til streymbattaríløtuskipanina. Nágreinilig modellering er neyðug fyri at lýsa ytri eyðkennini hjá streymbattaríum neyvari, at sniðgeva álítandi streymbattarítilstandsmetingaralgoritmur, og at menna optimalar orkustýringarskipanir til nýggj orkuakfør. Vanlig streymbattarímodell eru í høvuðsheitum býtt upp í elektrokemisk modell, javnvirðis rásmodell og maskinlærumodell.
(1) Elektrokemisk modell .
Í mid-1990-unum stovnaði M. Doyle, TF Fullari og J. Newman av universitetinum í Kalifornia, Berkeley, eitt pseudo-two-dimensionelt (P2D) modell grundað á teoriina um porøsar elektrodur og miðsavnaðar loysnir, sum leggja grundarlagið undir menning av elektrokemiskum mekanismu modellum. Hetta modellið brúkar eina røð av partvísum differentiallíkningum og algebraiskum líkningum til at lýsa diffusión og flyting av litiumjonum nágreiniliga inni í streymbattarínum, elektrokemiskar reaktiónir á yvirflatuni á virknum partiklum, Ohm's lóg, og løðingsvernd, millum annað elektrokemisk fyribrigdi. Higartil eru flestu elektrokemisku modellini avleidd og ment úr hesum modellinum. Eitt elektrokemiskt modell er eitt fyrsta-prinsippsmodell, sum ikki bert kann upplíkna ytru eginleikarnar hjá einum kraftbattaríi, men eisini um býtið og broytingarnar í innanhýsis eyðkennum (so sum konsentratión av litiumjonum í elektrodunum og elektrolyttinum, og reaktiónsyvirpotentialinum, sum eru trupul at máta). Samanborið við onnur streymbattarímodell, kunnu elektrokemisk modell lýsa mikroskopisku reaktiónirnar inni í streymbattarínum í størri dýpi og hava meira eksplisittan fysiskan týdning.
P2D-modellir eru fjølbroyttar og skalerbarar, sum eru galdandi fyri battarísløg við ymiskum tilfarsskipanum, og kunnu mennast og víðkast til meira fløkt multi-felt koppingarmodell. Tí hava P2D-modell ein óavmarkaðan leiklut í battarímodelleringini. Tey innihalda tó fløktar partvísar differentiallíkningar og nógvar elektrokemiskar parametrar, sum seta høg krøv til rokniførleikarnar hjá battarístýringarskipanini (BMS). Í løtuni nýtir tað fyrst og fremst talgildar háttaløg, sum loysa P2D-modellir, so sum endaliga munin, tann endaliga elementháttin og tann endaliga rúmdarháttin.
(2) Javnvirðisrøkjamodell .
Javnvirðis rásmodellið brúkar siðbundnar rásarelementir so sum mótstøður, kondensatorar og konstantar spenningskeldur til at mynda eitt rásnet til at lýsa ytru eginleikarnar hjá streymbattarínum. Hetta modellið brúkar eina spenningskelda til at umboða termodynamisku javnvágina elektromotivkraftina í streymbattarínum, og eitt RC netverk til at lýsa dynamisku eginleikarnar hjá streymbattarínum. Javnvirðis rásmodellið hevur góðan nýtslu av ymiskum rakstrartilstandum í streymbattarínum, og tilstandslíkningarnar av modellinum kunnu avleiðast, lætta um greining og nýtslu. Javnvirðis rásmodellið hevur verið nógv brúkt í nýggjari orkuakfarsmodellering og uppgerðargransking og modelli- grundað BMS. Mynd 7{6}}27 vísir eitt typiskt javnvirðis rásmodell av einum streymbattaríi, sum er samansett av n RC netverksstrukturum, nevnd n-RC modellið. Hetta modellið er samansett av trimum pørtum:
1) Spenningur Kelda: Opin{1}}}}}} og spenningurin á streymbattarínum er umboðaður við $U_{oc}$.
2) Ohmic innanhýsis mótstøðu: Kontaktmótstøðan hjá streymbattaríelektrodutilfarinum, elektrolytinum, isoleringsmótstøðuni og ymiskum komponentum er umboðað við $R_o$.
3) RC Network: Dynamisku eginleikarnir hjá streymbattarínum, herundir polarisatiónseginleikar og diffusiónseffektir, eru lýstir við polarisatiónsmótstøðuni $R_p$ og polarisatiónskapasitet $C_p$, har $i= 0, ..., n_s$.
Í mynd 7-27 umboðar Up polarisatiónsspenningin á streymbattarínum.
Við støði í spenningslógini og galdandi lógum hjá Kirchhoff, og sambandinum millum kondensatorspenningsbroyting og aktuelt, kann stats{0}}rúmdarlíkningin av rásmodellinum lýsast sum:
Vanliga nýtt streymbattarísvarandi rásmodell sum Rint modellið, Thevenin modellið, og Dual Polarisation (DP) modellið eru serlig føri av n{{0}RC javnvirðis rásmodellinum, tá n{1}}, n{2}}, og n=2, og hava verið nógv brúkt í streymbattarítilstands- og stýringsalgoritmum.
(3) Maskinlærumodellir .
Maskinlærumodell krevja ikki vitan um innanhýsis samansetingina av battarínum og serligar reaktiónsmekanismur; teimum tørvar bert at fáa søguligu rakstrardáturnar hjá battarínum (núverandi, spenning, hita o.s.fr.). Í høvuðsheitum raðfesta tey ikki-linjuførar kortleggingarfunktiónir millum breytir gjøgnum dátur{2}}drivnar háttaløg. Høvuðsfyrimunurin við hesum slagnum av modelli er, at tað kann brúkast til ymisk battarísløg, góða fjølbroytni og evnið at upplíkna ikki-linjuføru eginleikarnar hjá battarínum til fulnar.
Á økinum um streymbattarístýring og stýring fevna maskinlæruhættirnir í høvuðsheitum um fuzzy logikk, nervanet, stuðulsvektormaskinur og teirra samanlagdu algoritmur. Í mars 2016 sproytaði sigurin hjá AlphaGo á Go heimsmeistaranum Lee Sedol nýggjan lívsgleði inn í djúplæru, og tað elvdi til eina nýggja bylgju av gransking og umseting, sum eisini hevur verið brúkt til battarístýring. Við nøktandi battarídátum til venjing kann hetta slagið av modelli fáa góða forsøgn. Men hetta modellið manglar fysiskan týdning, er ótulkført, og avrikið er nógv ávirkað av nøgdini og góðskuni av venjingardátum, og tað ger tað trupult at tryggja álítandi og robustleika, tá ið tað verður brúkt til battarístýringarskipanir.
