锂离子电池(LIB)在各种磁场中发现了广泛的应用,例如电气传输,固定存储和便携式电子设备。电池管理系统(BMS)对于确保LIB的可靠性,效率和寿命至关重要。最近的研究见证了高级BMS中基于模型的故障诊断方法的出现。本文对LIB的基于模型的故障诊断方法进行了全面综述。首先,现有文献中广泛探索的电池模型分为基于物理学的电化学模型和电气等效电路模型。第二,描述电池故障的电气动力学的一般状态空间表示。然后详细阐述了状态向量和参数矩阵的识别。第三,两个电池故障的故障机理(包括过度拨动/过度过度故障,连接故障,短路故障)和传感器故障(包括电压传感器故障和电流传感器故障)。此外,还详细阐述了不同类型的建模不确定性,例如建模误差和测量噪声,老化效应,测量异常值。然后将重点放在观察者的设计上(包括在线状态观察员和离线状态观察员)。还提出了用于电池故障诊断的典型状态观察者的算法实现。最后,提供了讨论和展望来设想一些可能的未来研究方向。
电池的剩余放电能(RDE)是估计车辆剩余范围的重要值。基于预测的计算RDE的方法已被证明适合提高能量估计精度。本文旨在通过将新颖的负载预测技术与模式识别纳入RDE计算,以进一步提高估计准确性。对于模式识别,将驱动段数据分类为不同的用法模式,然后根据每个模式的功能设计了基于规则的逻辑来识别这些模式。为了进行功率预测,使用聚类和马尔可夫建模方法将数据从数据分组和定义功率水平为状态,并找到每种状态到国家过渡的概率。为每个模式定义了此数据,以便逻辑可以告知应使用哪些数据来预测未来的功率概况。根据预测的功率曲线,RDE是根据预测负载和预测电压的乘积计算得出的,该电压是从一阶电池模型中获得的。使用电池循环器数据在模拟和实时测试了所提出的算法,并与其他基于预测的方法进行了比较。所提出的方法证明对建模误差具有理想的准确性和鲁棒性。这项研究的主要结论是使用模式识别可以提高RDE估计的准确性。
电化学模型可以洞悉电池的内部状态,成为电池设计和管理的有力工具。这些模型由数值求解的偏微分方程 (PDE) 组成。在本文中,我们比较了两种常用于数值求解锂离子电池控制 PDE 的空间离散化方法,即有限差分法 (FDM) 和有限体积法 (FVM),它们的模型精度和质量守恒保证。首先,我们提供对 FDM 和 FVM 进行空间离散化的数学细节,以求解电池单粒子模型 (SPM)。从实验数据中识别 SPM 参数,并进行灵敏度分析以研究不同电流输入配置文件下的参数识别能力,然后对两种数值方案进行模型精度和质量守恒分析。利用三阶 Hermite 外推方法,本文提出了一种增强型 FVM 方案,以提高依赖线性外推的标准 FVM 的模型精度。本文表明,采用 Hermite 外推的 FVM 方案可建立精确且稳健的控制型电池模型,同时保证质量守恒和高精度。© 2023 电化学学会(“ECS”)。由 IOP Publishing Limited 代表 ECS 出版。[DOI:10.1149/1945-7111/ ad1293]
摘要:随着航空中的发展技术,向更多电气系统的过渡日益增加。因此,对电池开发的研究加速了。如今,由于其能量重量比,锂离子(锂离子)电池更为广泛,例如与其他电池技术相比,不工作时的自我释放率较低。电池将储存的化学能转换为电能,并且由于化学反应而释放了热量。释放的热量会对电池的寿命产生负面影响,充电/放电时间和电池输出电压。必须正确建模电池以查看这些负面影响并及时干预。以这种方式,电池中可能发生的负面情况可以在正确的时间进行干预,而不会发生任何事件。在这项研究中,无人机(UAV)由锂离子电池提供动力。使用电气等效电路在MATLAB/SIMULINK环境中进行模拟。考虑到温度,充电状态(SOC),细胞动力学和操作功能,创建了一个详细的模型。要估计电池的健康状态(SOH),必须知道电阻值。借助仿真模型获得了锂离子电池等效电路中的电阻和容量值。因此,可以通过获得的结果准确预测锂离子电池的SOH。关键词:锂离子,无人机,电池模型,仿真。
摘要 - 本文研究用户充电实践如何随着时间的推移影响电池降解。为了实现这一目标,提出了基于文献的面向系统的简化老化模型。容量损失的差分计算用于无穷小变化。模型输入是电池的电池状态,电池温度和累积等效周期的累积数量。输出是电池健康状态。通过雷诺Zoe 41KWH电池制造商的实验老化测试确定并验证了该模型。电池模型(电热和老化)与车辆牵引模型互连完成了系统模型。电池电热模型还通过研究车辆上的测量进行了验证。充满活力的宏观表示(EMR)形式主义以统一的方式组织了所有子系统模型的互连。充电间隔和SOC对电池老化的影响。通过模拟研究五种充电方案,同时保持驾驶阶段和充电电流相同。在这些条件下,平均SOC是电池老化的主要贡献者。与EV的每日收费相比,每4天收费每4天将由于平均SOC较低而将80%的健康状况延长36%。对于每个研究的情况,每日驾驶距离都是固定的。
随着电动工具的发展,DeWalt处于最前沿,为它们提供动力的技术也是如此。 公司的电池创新一直是其成功的关键因素,但是较新的模型和较新型号之间是否存在显着差异? 本文将深入研究Dewalt电池的演变,研究其功能,性能,寿命和整体价值。 用户使用较新的电池模型在扩展使用过程中的性能下降较少。 NICAD电池|锂离子电池——————————————————————————————————————通常不稳定|在整个使用充电时间中稳定|更长|更快的峰值性能持续时间|短|总体重量更长|较重|较轻的寿命和耐用性充电周期:锂离子电池提供约300-500个周期,而NICAD电池为1000。 但是,缺乏内存效应意味着用户可以利用部分电荷而不会损害电池。 在各种条件下,较新的锂离子电池对极端温度具有更好的抵抗力,使其在更广泛的条件下有效。 兼容性工具兼容性:为NICAD电池设计的较旧的DeWalt工具可能不支持没有适配器的锂离子更换。 但是,许多现代露水工具现在使用通用电池平台。 较新电池中的技术进步智能电池技术DeWalt引入了智能电池技术,其中包括以下功能:错误检测:如果检测到任何故障,则会自动关闭电池。 功率计:集成的LED指标显示剩余功率,使用户可以有效地管理其工作。随着电动工具的发展,DeWalt处于最前沿,为它们提供动力的技术也是如此。公司的电池创新一直是其成功的关键因素,但是较新的模型和较新型号之间是否存在显着差异?本文将深入研究Dewalt电池的演变,研究其功能,性能,寿命和整体价值。用户使用较新的电池模型在扩展使用过程中的性能下降较少。NICAD电池|锂离子电池——————————————————————————————————————通常不稳定|在整个使用充电时间中稳定|更长|更快的峰值性能持续时间|短|总体重量更长|较重|较轻的寿命和耐用性充电周期:锂离子电池提供约300-500个周期,而NICAD电池为1000。 但是,缺乏内存效应意味着用户可以利用部分电荷而不会损害电池。 在各种条件下,较新的锂离子电池对极端温度具有更好的抵抗力,使其在更广泛的条件下有效。 兼容性工具兼容性:为NICAD电池设计的较旧的DeWalt工具可能不支持没有适配器的锂离子更换。 但是,许多现代露水工具现在使用通用电池平台。 较新电池中的技术进步智能电池技术DeWalt引入了智能电池技术,其中包括以下功能:错误检测:如果检测到任何故障,则会自动关闭电池。 功率计:集成的LED指标显示剩余功率,使用户可以有效地管理其工作。NICAD电池|锂离子电池——————————————————————————————————————通常不稳定|在整个使用充电时间中稳定|更长|更快的峰值性能持续时间|短|总体重量更长|较重|较轻的寿命和耐用性充电周期:锂离子电池提供约300-500个周期,而NICAD电池为1000。但是,缺乏内存效应意味着用户可以利用部分电荷而不会损害电池。在各种条件下,较新的锂离子电池对极端温度具有更好的抵抗力,使其在更广泛的条件下有效。兼容性工具兼容性:为NICAD电池设计的较旧的DeWalt工具可能不支持没有适配器的锂离子更换。但是,许多现代露水工具现在使用通用电池平台。较新电池中的技术进步智能电池技术DeWalt引入了智能电池技术,其中包括以下功能:错误检测:如果检测到任何故障,则会自动关闭电池。功率计:集成的LED指标显示剩余功率,使用户可以有效地管理其工作。更高的放大器小时(AH)评分AMP小时评级对于确定电池将持续多长时间至关重要。较新的锂离子电池通常具有更高的AH评级。电池模型|电压| ah评级|估计的运行时————————— | - | - | - - | - | - - - - - nicad(旧模型)| 18V | 1.5AH | 6 - 8小时锂离子(更新)| 18V | 5.0AH | 12 - 14小时的成本含义在较旧的NICAD电池更便宜的情况下,由于其寿命较短,因此需要更频繁的更换和维护。相反,投资新的锂离子电池可以随着时间的推移而节省成本。用户体验和反馈用户会欣赏新电池的便利性,尤其是在充电时间和性能一致性方面。锂离子电池的轻质性质可实现较长的使用时间,而无需疲劳,使其非常适合专业和家庭装修项目。最新的露水电池模型经历了重大改进,提高了用户的生产力和满意度。这些技术的进步导致了更好的性能,耐用性和用户体验。尽管最初价格更高,但由于其寿命和效率提高,较新的电池可长期节省。新旧电池之间的主要区别在于它们的化学,容量和整体效率。较旧的型号使用了镍 - 加载(NICD)技术,该技术具有限制,例如重量,记忆效应和能量密度降低。这会带来更好的工具性能,包括提高扭矩,更快的速度和提高效率。相比之下,较新的模型采用锂离子(锂离子)技术,在轻度,寿命和没有记忆效应方面提供了显着改善。电池技术对工具性能的影响很大,现代露水电池可提供更高,更一致的电压输出。此外,锂离子电池的轻巧性质减少了使用期间的工具疲劳,从而易于处理。关于兼容性,较新的DeWalt电池通常与最初接受NICD电池的较旧工具兼容。但是,这可能会取决于特定模型,因此用户应在升级前检查兼容性。总体而言,对最新的电池技术进行投资可能是DeWalt工具用户的游戏改变者,从而最大程度地提高效率,安全性和满意度。在使用新电池之前,要根据规格来检查工具和电池匹配是否是关键,否则较旧的工具可能无法在新的电池技术方面完全效率运行。用户需要确认其旧工具是否与新电池型号兼容,并准备好任何必需的适配器。接下来:维护露水电池。对于锂离子电池,必须避免让它们完全排水的频率,因为这可以随着时间的推移而降低其能力。取而代之的是,当他们满20%至30%左右时,它们就会收取费用。此外,还将电池存放在远离阳光直射和极端温度的凉爽位置,并定期检查肿胀或腐蚀等损坏的迹象。通过遵循这些技巧,用户可以从露水电池的寿命中充分利用,无论是新旧的还是旧的。在充电技术方面,效率和用户便利方面有了很大的提高。现代充电器配备了智能技术,该技术会自动检测到电池类型并优化电荷,这意味着电池可以准备好快速。一些新的充电器还包括快速充电和冷却系统等功能,以防止充电期间过热,所有这些都有助于确保您的工具立即准备好使用。至于寿命和保修信息,用户可以在DeWalt的官方网站或每个电池模型随附的产品文档中找到它。大多数DeWalt电池都有一到三年的有限保修,但是对保修索赔有特定疑问或担忧的用户应与DeWalt的客户服务联系以获取指导。
摘要:中国汽车所有权的持续高速增长导致汽车排气排放对环境的压力增加,因此政府政策受到了新的能源汽车的青睐。在新的能源车中,燃料电池混合动力汽车(FCHEV)由于其高效率,平稳的功率输出和较短的燃料补充时间而被认为具有很大的潜力。混合动力系统是FCHEV的重要部分之一。这种系统由锂离子电池和燃料电池组成。这项研究结合了新能源车辆的车速和电力需求,以建立燃料电池车辆模型,纵向动力学模型,驱动电动机模型和燃料电池/锂离子电池模型。提出了一种模型预测控制方法,以设计FCHEV的能量控制策略。鉴于燃料电池有效性,经济性和锂电池SOC维护的三个方面,确定了能量控制的优化目标,并创建了多目标优化燃料电池混合动力机制的成本函数。在滚动时域优化的规则基础上,设计了实时的FCHEV能量控制策略。通过MATLAB模拟在合并的操作条件下,提出的能源管理策略的功效已得到验证。它可以确保锂离子电池具有足够的功率储备,并使燃料电池能够以更高的效率稳定运行,从而降低了耐久性损失并节省了更多的氢气。
摘要:可以通过最大程度地减少电池热管理系统(BTM)的质量来增强电池组的电池组,这是电固定翼翼应用程序的限制。在本文中,在3D域中对BTMS的使用相变材料(PCM)进行数值探索,包括等效电路电池模型。针对有效的热管理的PCM特性的参数研究是针对典型的一小时传播的。PCM在整个电池组中保持理想的工作温度(288.15 K – 308.15 K)。PCM吸收起飞过程中产生的热量,随后用于在战的巡航阶段保持细胞温度。在控制案例(无BTM)中,电池组温度低于理想工作范围以下。我们进行了一项参数研究,强调了PCM热导率对BTMS性能的微不足道,并且在测试的窗口上观察到可忽略不计的增强(0.1-10 W m -1 K -1)。但是,PCM的潜在融合热量至关重要。PCM的开发人员用于电池供电的流量,无论对导热率的不利影响如何,都必须专注于增强的潜在融合热。在长途旅行中,延长的巡航阶段和较高的海拔刺激了这个问题。PCM的独特特征提供了一种被动的低质量解决方案,值得对流量应用进行进一步研究。
摘要:电荷状态(SOC)估计是安全性能和锂离子(锂离子)电池寿命的重要问题。在本文中,提出了一种强大的自适应在线长期记忆(ROLSTM)方法,以提取电动汽车(EV)中锂离子电池的SOC估计。顾名思义的实时方法是基于一个复发性神经网络(RNN),该神经网络(RNN)包含长期记忆(LSTM)单元,并使用强大和适应性的在线梯度学习方法(ROADAM)进行优化。在拟议的体系结构中,为三个输入中的每一个定义了一个顺序模型:电池的电压,电流和温度。因此,这三个网络并联起作用。使用这种方法,LSTM单元的数量减少。使用此建议的方法,一种不依赖精确的电池模型,并且可以避免复杂的数学方法。此外,与传统的递归神经网络不同,该网络随时重写内容,LSTM网络可以决定通过所提出的网关保留当前的内存。在这种情况下,它可以轻松地将此信息转移到较长的路径上,以接收和维持长期依赖性。使用真实数据库,实验结果说明了与迄今为止使用的神经网络建模和无流感的KalmanFulter方法相比,ROLSTM应用于SOC估算的ROLSTM的性能更好。
我们为智能光伏 (PV) 系统提出了一种多时间尺度能源管理框架,可以计算出电池运行、电力购买和电器使用的优化时间表。智能光伏系统是一个本地能源社区,包括配备光伏板和电池的几栋建筑和家庭。然而,由于光伏发电的不可预测性和快速变化,维持能源平衡并降低系统中的电力成本具有挑战性。我们提出的框架采用模型预测控制方法,采用基于物理的光伏预测模型和精确参数化的电池模型。我们还引入了一个由两个时间尺度组成的多时间尺度结构:一个较长的粗粒度时间尺度,用于每日范围,分辨率为 15 分钟;一个较短的细粒度时间尺度,用于 15 分钟范围,分辨率为 1 秒。与当前的单时间尺度方法相比,这种替代结构能够以合理的计算时间管理快速和慢速系统动态的必要组合,同时保持高精度。模拟结果表明,与基线方法相比,提出的框架可将电力成本降低 48.1%。还展示了多时间尺度的必要性以及对光伏预测和电池方面精确系统建模的影响。