Funcions bàsiques del sistema de gestió de bateries
2.1 Estimació del SOC
El SOC s'utilitza per descriure la potència restant de la bateria i és un dels paràmetres més importants de la durada de la bateria. L'estimació del SOC és la base per jutjar el sobrecàrrec i el sobredocument de la bateria. L'estimació precisa pot evitar el màxim de càrrega i descàrrega del paquet de bateries, de manera que es pugui operar de forma més fiable.
L'estimació de la bateria SOC presenta una no linealitat molt forta sota la influència de l'entorn de treball intern i el canvi de l'entorn extern. Hi ha molts factors interns i externs que afecten la capacitat de la bateria, com la temperatura de la bateria, la durada de la bateria, la resistència interna de la bateria, etc. És molt difícil completar amb precisió l'estimació del SOC.
Els mètodes d'estimació SOC existents són els següents:
(1) Mètode de mesura d'una hora. El mètode de mesura d'Anshi no té en compte els canvis en l'estructura interna i l'estat de la bateria i, per tant, té els avantatges d'una estructura senzilla i d'un funcionament convenient, però la precisió del mètode no és alta. Si la precisió de mesura actual no és alta, a mesura que passa el temps, l'error acumulatiu de SOC continuarà augmentant, afectant el resultat final. El mètode és adequat per mesurar la bateria SOC en un vehicle elèctric. Si es pot millorar la precisió del mesurament, és un mètode de mesurament SOC senzill i fiable.
(2) Mètode de voltatge de circuit obert. La tensió del circuit obert de la bateria d'ions de liti té una relació aproximadament lineal amb el SOC, que es pot utilitzar per determinar l'estat intern de la bateria. Tanmateix, a causa de requisits estrictes de mesura, la bateria ha de ser com a mínim 1h, que no és adequada per a la detecció en línia en temps real de bateries en vehicles elèctrics. En circumstàncies normals, a causa del mètode de tensió de circuit obert, la precisió de les estimacions inicials i finals de la càrrega del carregador és relativament alta, i el mètode de voltatge del circuit obert s'utilitza sovint en combinació amb el mètode de mesurament de l'amperímetre.
(3) mètode de filtrat de Kalman. El mètode de filtre Kalman és especialment adequat per a bateries híbrides amb elevades fluctuacions de corrent degut a la seva excel·lent capacitat d'error de correcció. El desavantatge d'aquest mètode d'estimació és que requereix una alta velocitat de processament del sistema.
(4) Mètode de xarxa neuronal. Les xarxes neuronals tenen funcions com el processament paral·lel distribuït, el mapatge no lineal i l'aprenentatge adaptatiu, de manera que es poden utilitzar per simular la dinàmica de la bateria i estimar el SOC. Tanmateix, aquest mètode requereix una gran quantitat de dades de referència per a la xarxa neuronal per aprendre, i els mètodes de dades i entrenament són necessaris per ser alts, de lo contrario, es produiran errors inacceptables.
2.2 Gestió de balanç
Hi ha molts processos en el procés de producció d'una bateria, i la diferenciació pot provocar incongruències. La diferència en les cèl·lules de la bateria es reflecteix principalment en el canvi en la resistència interna i la capacitat al llarg del temps i la temperatura. Les grans diferències entre les cèl·lules tenen més probabilitats de produir un sobrecàrrec o sobredistribució, cosa que provoca danys a la bateria. L'assoliment del balanç de la bateria maximitza la utilitat de la bateria d'alimentació, allargant la durada de la bateria i augmentant la seguretat. En aquesta etapa, els mètodes d'equilibri general a casa ia l'estranger són els següents:
(1) Mètode d'ecualització de la resistència. Aquest mètode és el principal representant del mètode d'ecualització del tipus de dissipació d'energia. El mètode és senzill i el cost és baix, però la pèrdua d'energia és relativament gran i l'eficiència és baixa. Només és adequat per a sistemes amb càrrega i descàrrega de corrent petita.
(2) Mètode de capacitació commutada. Aquest mètode és el principal representant del mètode d'ecualització de tipus dissipatiu no energètic, que compensa les mancances de l'equalizació de la resistència. Tanmateix, el seu circuit de control és complicat, la velocitat d'ecualització és lenta i triga molt, que no és adequada per a un gran ús actual.
(3) Mètode d'ecualització del transformador. Aquest mètode es basa en una estructura de transformador multiètnic simètric d'un mètode de control d'ecualització activa de la bateria de la sèrie. Les seves deficiències són circuits complicats, molts dispositius i un volum massa gran, que no és fàcil d'ampliar el paquet de bateries. Generalment indicat per a càrrega i descàrrega de grans corrents.
(4) Equilibri centralitzat. El mètode pot transferir ràpidament el paquet de la bateria completa a les cel·les de la bateria i el mòdul d'ecualització centralitzat és més petit. Tanmateix, l'operació d'equilibri de múltiples bateries no es pot realitzar de manera paral·lela, i es requereix una gran quantitat de connexions de cable, que no és adequat perquè un paquet de bateries tingui un gran nombre de bateries.
2.3 Gestió tèrmica
La temperatura té un impacte en tots els aspectes del rendiment de la bateria. La no uniformitat del camp de temperatura agreujarà la inconsistència de la bateria, per la qual cosa és necessari gestionar-la. El propòsit de la gestió tèrmica és mantenir la temperatura del sistema de la bateria dins d'un rang determinat mitjançant la calefacció o la dissipació de la calor, i mantenir la uniformitat de temperatura dins de la bateria tant com sigui possible.
La gestió de la temperatura completa principalment les següents quatre funcions: (1) escalfament ràpid de la bateria en condicions de baixa resistència; (2) assegurar una distribució uniforme del camp de la temperatura de la bateria; (3) mesura i control exacte de la temperatura de la bateria; (4) a la bateria Quan la temperatura és massa alta, la quantitat de calor s'esgota efectivament. Els mètodes de refrigeració que s'utilitzen habitualment inclouen mètode de convecció natural, mètode de convecció d'aire forçat, mètode de flux de líquid, mètode de canvi de fase i mètode de gestió tèrmica. Els mètodes de calefacció habituals inclouen el mètode de calefacció intern de la bateria, el mètode de la planxa de calefacció, el mètode de la capa de calefacció i el mètode de la bomba de calor
