Amcangyfrif Cyflwr Codi Batri (SOC).
Modelau Batri Cyffredin
Mae proses adwaith electrocemegol batris pŵer yn gymhleth, wedi'i dylanwadu gan ffactorau niferus ac ansicr. Mae modelu'r broses hon yn fathemategol yn broblem amlddisgyblaethol ac aml-maes, ac mae bob amser wedi bod yn ffocws ac yn her allweddol i'r byd academaidd a diwydiant. Mae cyffro mewnbwn (cerrynt llwyth) ac arsylwadau allbwn (foltedd a thymheredd) batri pŵer yn baramedrau mesuradwy cyfyngedig ar gyfer y system rheoli batri pŵer. Mae modelu cywir yn hanfodol ar gyfer disgrifio nodweddion allanol batris pŵer yn fwy cywir, dylunio algorithmau amcangyfrif cyflwr batri pŵer dibynadwy, a datblygu systemau rheoli ynni gorau posibl ar gyfer cerbydau ynni newydd. Rhennir modelau batri pŵer cyffredin yn bennaf yn fodelau electrocemegol, modelau cylched cyfatebol, a modelau dysgu peiriannau.
(1) Model electrocemegol
Yng nghanol y 1990au, sefydlodd M. Doyle, TF Fuller, a J. Newman o Brifysgol California, Berkeley, fodel ffug dau ddimensiwn (P2D) yn seiliedig ar ddamcaniaeth electrodau mandyllog a hydoddiannau crynodedig, gan osod y sylfaen ar gyfer datblygu modelau mecanwaith electrocemegol. Mae'r model hwn yn defnyddio cyfres o hafaliadau gwahaniaethol rhannol a hafaliadau algebraidd i ddisgrifio'n gywir ymlediad a mudo ïonau lithiwm y tu mewn i'r batri pŵer, adweithiau electrocemegol ar wyneb gronynnau gweithredol, cyfraith Ohm, a chadwraeth tâl, ymhlith ffenomenau electrocemegol eraill. Hyd yn hyn, mae'r rhan fwyaf o fodelau electrocemegol yn deillio ac yn datblygu o'r model hwn. Mae model electrocemegol yn fodel egwyddorion cyntaf a all efelychu'n gywir nid yn unig nodweddion allanol batri pŵer ond hefyd dosbarthiad a newidiadau nodweddion mewnol (megis crynodiad ïonau lithiwm yn yr electrodau a'r electrolyte, a'r adwaith gorbotensial, sy'n anodd ei fesur). O'i gymharu â modelau batri pŵer eraill, gall modelau electrocemegol ddisgrifio'r adweithiau microsgopig y tu mewn i'r batri pŵer yn fwy manwl a chael ystyr corfforol mwy eglur.
Mae modelau P2D yn amlbwrpas a graddadwy, yn berthnasol i fathau o fatri gyda systemau deunyddiau gwahanol, a gellir eu datblygu a'u hymestyn yn fodelau cyplu aml-faes mwy cymhleth. Felly, mae modelau P2D yn chwarae rhan anadferadwy mewn modelu batri. Fodd bynnag, maent yn cynnwys hafaliadau gwahaniaethol rhannol cymhleth a nifer o baramedrau electrocemegol, gan osod gofynion uchel ar alluoedd cyfrifiannol y System Rheoli Batri (BMS). Ar hyn o bryd, mae datrys modelau P2D yn defnyddio dulliau rhifiadol yn bennaf, megis y dull gwahaniaeth meidraidd, y dull elfen feidraidd, a'r dull cyfaint cyfyngedig.
(2) Model Cylchdaith Cyfwerth
Mae'r model cylched cyfatebol yn defnyddio elfennau cylched traddodiadol megis gwrthyddion, cynwysorau, a ffynonellau foltedd cyson i ffurfio rhwydwaith cylched i ddisgrifio nodweddion allanol y batri pŵer. Mae'r model hwn yn defnyddio ffynhonnell foltedd i gynrychioli grym electromotive ecwilibriwm thermodynamig y batri pŵer, a rhwydwaith RC i ddisgrifio nodweddion deinamig y batri pŵer. Mae gan y model cylched cyfatebol gymhwysedd da i wahanol wladwriaethau gweithredu'r batri pŵer, a gellir deillio hafaliadau cyflwr y model, gan hwyluso dadansoddi a chymhwyso. Mae'r model cylched cyfatebol wedi'i ddefnyddio'n helaeth mewn ymchwil modelu ac efelychu cerbydau ynni newydd a modelu BMS. Mae Ffigur 7-27 yn dangos model cylched cyfatebol nodweddiadol o fatri pŵer sy'n cynnwys strwythurau rhwydwaith n RC, y cyfeirir ato fel y model n-RC. Mae'r model hwn yn cynnwys tair rhan:
1) Ffynhonnell Foltedd: Mae -foltedd cylched agored y batri pŵer yn cael ei gynrychioli gan $U_{oc}$.
2) Gwrthiant Mewnol Ohmig: Mae gwrthiant cyswllt deunyddiau electrod batri pŵer, electrolyte, gwrthydd ynysu, a gwahanol gydrannau yn cael ei gynrychioli gan $ R_o$.
3) Rhwydwaith RC: Disgrifir nodweddion deinamig y batri pŵer, gan gynnwys nodweddion polareiddio ac effeithiau trylediad, gan y gwrthiant polareiddio $R_p$ a chynhwysedd polareiddio $C_p$, lle mae $i=0, ..., n_s$.
Yn Ffigur 7-27, mae Up yn cynrychioli foltedd polareiddio'r batri pŵer.
Yn seiliedig ar gyfraith foltedd a chyfraith gyfredol Kirchhoff, a'r berthynas rhwng newid foltedd cynhwysydd a cherrynt, gellir mynegi hafaliad gofod cyflwr- y model cylched fel:
Mae modelau cylched cyfatebol batri pŵer a ddefnyddir yn gyffredin fel model Rint, model Thevenin, a model Polarization Deuol (DP) yn achosion arbennig o'r model cylched cyfatebol n-RC pan n=0, n=1, ac n=2, yn y drefn honno, ac fe'u defnyddiwyd yn helaeth mewn algorithmau amcangyfrif a rheoli cyflwr batri pŵer.
(3) Modelau Dysgu Peiriant
Nid oes angen gwybodaeth am gyfansoddiad mewnol y batri a mecanweithiau adwaith penodol ar gyfer modelau dysgu peiriannau; dim ond data gweithredu hanesyddol y batri y mae angen iddynt ei gael (cerrynt, foltedd, tymheredd, ac ati). Yn y bôn, maent yn sefydlu swyddogaethau mapio aflinol rhwng newidynnau trwy ddulliau a yrrir gan ddata. Prif fantais y math hwn o fodel yw ei gymhwysedd i wahanol fathau o fatri, ei amlochredd da, a'i allu i efelychu nodweddion aflinol ymddygiad batri yn llawn.
Ym maes rheoli a rheoli batri pŵer, mae'r dulliau dysgu peiriannau a ddefnyddir yn bennaf yn cynnwys rhesymeg niwlog, rhwydweithiau niwral, peiriannau fector cymorth, a'u algorithmau cyfun. Ym mis Mawrth 2016, fe wnaeth buddugoliaeth AlphaGo dros bencampwr byd Go Lee Sedol chwistrellu bywiogrwydd newydd i ddysgu dwfn, gan sbarduno ton newydd o ymchwil a chymhwyso, sydd hefyd wedi'i gymhwyso i reoli batri. Gyda digon o ddata batri ar gyfer hyfforddiant, gall y math hwn o fodel gyflawni perfformiad rhagfynegol da. Fodd bynnag, nid oes gan y model hwn ystyr corfforol, ni ellir ei ddehongli, ac mae maint ac ansawdd y data hyfforddi yn effeithio'n fawr ar ei berfformiad, gan ei gwneud hi'n anodd gwarantu ei ddibynadwyedd a'i gadernid wrth ei gymhwyso i systemau rheoli batri.
