Akun hallintajärjestelmän ydintoiminnot
2.1 SOC-estimaatti
SOC: tä käytetään kuvaamaan akun jäljellä olevaa voimaa ja se on yksi tärkeimmistä akun käyttöiän parametreista. SOC-estimaatti on perusta ylivarauksen ja ylimääräisen akun arvioimiseksi. Tarkka estimaatti voi välttää akun ylilatauksen ja tyhjennyksen ongelman mahdollisimman suuressa määrin, jotta se voi toimia luotettavammin.
Akun SOC arvioon liittyy erittäin vahva epälineaarisuus sisäisen työympäristön ja ulkoisen ympäristön muuttuessa. Akun kapasiteettiin vaikuttavat monet sisäiset ja ulkoiset tekijät, kuten akun lämpötila, akun käyttöikä, akun sisäinen vastus jne. SOC-estimaatti on erittäin vaikea suorittaa tarkasti.
Nykyiset SOC-arviointimenetelmät ovat seuraavat:
(1) tunnin mittausmenetelmä. Anshin mittausmenetelmä ei ota huomioon muutoksia akun sisäisessä rakenteessa ja tilassa ja sillä on siten yksinkertaisen rakenteen ja kätevän käytön edut, mutta menetelmän tarkkuus ei ole korkea. Jos nykyinen mittaustarkkuus ei ole korkea, niin ajan myötä SOC-kumulatiivinen virhe kasvaa edelleen, mikä vaikuttaa lopputulokseen. Menetelmä sopii akun SOC mittaamiseen sähköajoneuvoon. Jos mittaustarkkuutta voidaan parantaa, se on yksinkertainen ja luotettava SOC-mittausmenetelmä.
(2) Avoimen piirin jännitemenetelmä. Litiumioniakun avoimen piirin jännite on suunnilleen lineaarinen suhde SOC: n kanssa, jota voidaan käyttää akun sisäisen tilan määrittämiseen. Tiukkojen mittausvaatimusten vuoksi akun on kuitenkin oltava vähintään 1 tunti, mikä ei sovi sähköautojen akkujen online-reaaliaikaiseen tunnistamiseen. Normaaleissa olosuhteissa avoimen piirin jännitemenetelmän ansiosta laturin latauksen alustavien ja lopullisten arvioiden tarkkuus on suhteellisen korkea, ja avoimen piirin jännitemenetelmää käytetään usein yhdessä ampeerimittarin mittausmenetelmän kanssa.
(3) Kalmanin suodatusmenetelmä. Kalman-suodatinmenetelmä sopii erityisesti hybridiparistoihin, joilla on suuri virran vaihtelu johtuen erinomaisesta korjausvirheominaisuudesta. Tämän arviointimenetelmän haittapuoli on se, että järjestelmä vaatii suurta käsittelynopeutta.
(4) Neuraaliverkon menetelmä. Neuroverkoissa on ominaisuuksia, kuten rinnakkaiskäsittely, epälineaarinen kartoitus ja mukautuva oppiminen, joten niitä voidaan käyttää simuloimaan akun dynamiikkaa ja arvioimaan SOC. Tämä menetelmä vaatii kuitenkin suurta osaa referenssitiedoista, joita neuroverkko voi oppia, ja tietojen ja harjoittelumenetelmien on oltava korkeita, muutoin virheitä, joita ei voida hyväksyä.
2.2 Tasapainonhallinta
Pariston valmistuksessa on monia prosesseja, ja eriyttäminen voi aiheuttaa epäjohdonmukaisuuksia. Akkukennojen ero johtuu pääasiassa sisäisen vastuksen ja kapasiteetin muutoksesta ajan ja lämpötilan mukaan. Suurten solujen väliset erot aiheuttavat todennäköisesti ylilataamista tai ylipoistoa, mikä aiheuttaa akkuvaurioita. Akun tasapainon saavuttaminen maksimoi sähköakun hyödyllisyyden, pidentää akun käyttöikää ja lisää turvallisuutta. Tässä vaiheessa valtamallitasapainomenetelmät kotimaassa ja ulkomailla ovat seuraavat:
(1) Vastuksen tasausmenetelmä. Tämä menetelmä on energian hajotuksen tyypin tasausmenetelmän pääasiallinen edustaja. Menetelmä on yksinkertainen ja kustannukset ovat pienet, mutta energian menetys on suhteellisen suuri ja tehokkuus on heikko. Se sopii vain järjestelmille, joissa on pieni lataus ja purkaus.
(2) Switched capacitance method. Tämä menetelmä on tärkein edustaja ei-energiaa dissipatiivisen tyyppisen tasausmenetelmän, joka muodostaa vastuksen tasoituksen puutteet. Sen ohjauspiiri on kuitenkin monimutkainen, tasausnopeus on hidas ja kestää kauan, mikä ei sovi suurelle nykyiselle käytölle.
(3) Muuntajan tasausmenetelmä. Tämä menetelmä perustuu akun aktiivisen tasausohjausmenetelmän symmetriseen monikäämiseen tarkoitettuun muuntajarakenteeseen. Sen puutteet ovat monimutkaisia piirejä, monia laitteita ja liian suuri määrä, mikä ei ole helppoa laajentaa akkua. Yleensä sopii suurien virtojen lataamiseen ja tyhjentämiseen.
(4) Keskitetty tasapaino. Menetelmä voi nopeasti siirtää koko akun akun soluihin ja keskitetty tasausmoduuli on kooltaan pienempi. Useiden paristojen tasapainotustoimintoa ei kuitenkaan voida suorittaa rinnakkain, ja tarvitaan useita kaapeliliitäntöjä, jotka eivät sovi akkuihin, joissa on suuri määrä paristoja.
2.3 Lämpöhallinta
Lämpötilalla on vaikutusta akun suorituskykyyn. Lämpötilan kenttä epäyhtenäisyys pahentaa akun epäjohdonmukaisuutta, joten sitä on hallittava. Lämmönhallinnan tarkoitus on ylläpitää akkujärjestelmän lämpötila tietyllä alueella kuumentamalla tai kuumentamalla ja pitämään lämpötila tasaisena akun sisällä mahdollisimman paljon.
Lämpötilahallintaa täydennetään pääasiassa seuraavilla neljällä toiminnolla: (1) akun nopea kuumennus alhaisissa vastusolosuhteissa; (2) akun lämpötilakentän tasaisen jakautumisen varmistaminen; (3) akun lämpötilan tarkka mittaus ja valvonta; (4) akkuyksikössä Kun lämpötila on liian korkea, lämmön määrä haihtuu tehokkaasti. Yleisesti käytettyihin jäähdytysmenetelmiin kuuluvat luonnollinen konvektiomenetelmä, pakotetun ilman konvektiomenetelmä, nestevirtausmenetelmä, vaiheiden muuttamismenetelmä ja lämpöjohtamismenetelmä. Yhteisiin lämmitysmenetelmiin kuuluu akun sisäinen lämmitysmenetelmä, lämmityslevytekniikka, lämmitysvaippamenetelmä ja lämpöpumppumenetelmä.
