बीएमएस बैटरी की स्थिति का अनुमानः एसओसी, एसओएच और एसओपी की महत्वपूर्ण जानकारी

आज के नए ऊर्जा युग में, बैटरी प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग हर जगह है, इलेक्ट्रिक वाहनों से नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों तक, सभी प्रकार के उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों तक।बैटरी प्रणाली के मुख्य घटक के रूप में, इसकी मुख्य जिम्मेदारियों में से एक बैटरी की स्थिति का सटीक अनुमान लगाना है, जिसमें चार्ज की स्थिति (एसओसी), स्वास्थ्य की स्थिति (एसओएच) और शक्ति की स्थिति (एसओपी) शामिल है।इन राज्य मापदंडों का सटीक अनुमान कुशल, बैटरी का सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन।

SOC: शेष बैटरी शक्ति को सटीक रूप से नियंत्रित करें

SOC (State of Charge) बैटरी की चार्ज की स्थिति है। यह शेष बैटरी शक्ति और कुल क्षमता के बीच आनुपातिक संबंध को दर्शाता है,और यह सहज रूप से एक कार के ईंधन गेज की तरह बैटरी के "क्षमता सीमा" प्रदर्शित करता हैनिम्नलिखित कई सामान्य एसओसी अनुमान विधियां और उनकी विशेषताएं हैंः

• उभयचर एकीकरण विधि:एसओसी मान प्राप्त करने के लिए वर्तमान को एकीकृत करके बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज मात्रा की गणना करें। यह विधि सरल और उपयोग करने में आसान है, लेकिन लंबे समय तक उपयोग के दौरान,वर्तमान सेंसर की त्रुटियों के संचय और बैटरी के स्व-निर्वहन के कारण, एसओसी अनुमान त्रुटि बढ़ सकती है। इसलिए, अनुमान की सटीकता में सुधार के लिए बैटरी को नियमित रूप से पूरी तरह से चार्ज करना अक्सर आवश्यक होता है।
• खुली सर्किट वोल्टेज विधिःबैटरी के खुले सर्किट वोल्टेज और SOC के बीच पत्राचार के आधार पर अनुमान। बैटरी को कुछ समय के लिए खड़े रहने के बाद,अपने खुले सर्किट वोल्टेज को मापें और वर्तमान SOC मूल्य प्राप्त करने के लिए पूर्व स्थापित खुले सर्किट वोल्टेज-SOC वक्र के साथ तुलना करेंइस पद्धति का लाभ यह है कि इसकी उच्च सटीकता है और यह बैटरी के स्व-निर्वहन से प्रभावित नहीं होती है, लेकिन इसके लिए बैटरी को स्थिर स्थिति में होना आवश्यक है।और खुले सर्किट वोल्टेज-SOC वक्र बैटरी के तापमान और उम्र बढ़ने जैसे कारकों के कारण बदल जाएगा, इसलिए इन कारकों की भरपाई करनी होगी।
• कल्मन फ़िल्टरिंग विधि:यह एक रिकर्सिव एल्गोरिथ्म है जो स्टेट स्पेस मॉडल पर आधारित है, जो कई स्रोत जानकारी जैसे बैटरी वोल्टेज, करंट, तापमान आदि को फ्यूज कर सकता है, वास्तविक समय में SOC अनुमान को अपडेट कर सकता है,और माप शोर और मॉडल त्रुटि को दबानेइसकी उच्च अनुमान सटीकता और मजबूत विरोधी हस्तक्षेप क्षमता है, और वर्तमान में सबसे उन्नत एसओसी अनुमान विधियों में से एक है।इस विधि का गणना राशि अपेक्षाकृत बड़ी है और प्रोसेसर के उच्च प्रदर्शन की आवश्यकता है.

SOH: बैटरी के स्वास्थ्य में अंतर्दृष्टि

SOH (स्वास्थ्य की स्थिति) बैटरी की स्वास्थ्य स्थिति को दर्शाता है, जो नई बैटरी के सापेक्ष बैटरी के प्रदर्शन में गिरावट की डिग्री को दर्शाता है,और बैटरी जीवन और विश्वसनीयता का मूल्यांकन करने के लिए एक महत्वपूर्ण संकेतक हैयहाँ SOH अनुमान के लिए कई सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले तरीके हैंः

• क्षमता परीक्षण विधिःएसओएच का निर्धारण बैटरी के पूर्ण चार्ज और डिस्चार्ज चक्र के द्वारा किया जाता है और इसकी वास्तविक क्षमता और नाममात्र क्षमता के अनुपात को मापा जाता है।यह विधि सीधे बैटरी की क्षमता मंदता को प्रतिबिंबित कर सकती है, उच्च सटीकता के साथ, लेकिन बैटरी के गहरे चार्ज और डिस्चार्ज की आवश्यकता होती है, जो लंबे समय तक लेता है और बैटरी पर एक निश्चित उम्र बढ़ने का प्रभाव पड़ेगा।यह आमतौर पर बैटरी के ऑफ़लाइन परीक्षण और मूल्यांकन के लिए प्रयोग किया जाता है.
• आंतरिक प्रतिरोध परीक्षण विधिःबैटरी का आंतरिक प्रतिरोध उम्र बढ़ने के साथ बढ़ता है, इसलिए बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध में परिवर्तन को मापकर SOH का अनुमान लगाया जा सकता है।यह विधि सरल और लागू करने में आसान है और कुछ हद तक बैटरी की उम्र बढ़ने की प्रवृत्ति को प्रतिबिंबित कर सकती हैहालांकि, एसओएच का मूल्यांकन करने के लिए केवल आंतरिक प्रतिरोध परिवर्तनों पर भरोसा करने की कुछ सीमाएं हैं, क्योंकि आंतरिक प्रतिरोध भी तापमान और एसओसी जैसे कारकों से प्रभावित होगा।
• डेटा पैटर्न पहचान विधिःमशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करें, जैसे कृत्रिम तंत्रिका नेटवर्क, समर्थन वेक्टर मशीन, आदि बैटरी के ऐतिहासिक डेटा और वास्तविक समय में चलने वाले डेटा को सीखने और विश्लेषण करने के लिए,एक बैटरी की स्वास्थ्य स्थिति का मॉडल स्थापित करें, और इनपुट विशेषता डेटा के आधार पर SOH की भविष्यवाणी करते हैं। यह विधि उच्च अनुमान सटीकता और अनुकूलन क्षमता के साथ बैटरी डेटा में जटिल गैर-रैखिक संबंधों को खनन कर सकती है,लेकिन इसके लिए बहुत सारे प्रशिक्षण डेटा और पेशेवर डेटा प्रोसेसिंग और विश्लेषण क्षमताओं की आवश्यकता होती है।.

एसओपीः बैटरी शक्ति क्षमताओं का सही मूल्यांकन करें

एसओपी (शक्ति की स्थिति) अधिकतम शक्ति को संदर्भित करती है जो एक बैटरी एक निश्चित क्षण में सुरक्षित रूप से आउटपुट या अवशोषित कर सकती है। यह विशेष रूप से उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों जैसे इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए महत्वपूर्ण है।निम्नलिखित एसओपी अनुमान के कई तरीके और उनकी विशेषताएं हैं:

• बैटरी मॉडल पर आधारित अनुमान पद्धतिःबैटरी के समकक्ष सर्किट मॉडल या थर्मोडायनामिक मॉडल को स्थापित करके, बैटरी की स्थिति की जानकारी जैसे कि SOC, तापमान, धारा आदि को मिलाकर,पैरामीटर जैसे बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध, ध्रुवीकरण वोल्टेज, आदि की गणना की जाती है, और एसओपी प्राप्त होता है। यह विधि बैटरी की शक्ति विशेषताओं को सटीक रूप से प्रतिबिंबित कर सकती है,लेकिन मॉडल की स्थापना और पैरामीटर की पहचान अपेक्षाकृत जटिल है, और मॉडल की सटीकता और बैटरी की कंप्यूटिंग क्षमताओं की आवश्यकता होती है।
• मशीन लर्निंग विधिःमशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग बैटरी के ऐतिहासिक शक्ति डेटा और संबंधित स्थिति विशेषताओं को सीखने और प्रशिक्षित करने के लिए करें, और एसओपी भविष्यवाणी मॉडल स्थापित करें, जैसे कि तंत्रिका नेटवर्क, निर्णय पेड़,आदि. यह विधि स्वचालित रूप से बड़ी मात्रा में ऐतिहासिक डेटा के आधार पर बैटरी की शक्ति विशेषताओं को सीख सकती है, और इसमें मजबूत अनुकूलन क्षमता और विरोधी हस्तक्षेप क्षमता है,लेकिन मॉडल प्रशिक्षण प्रक्रिया के दौरान सटीक डेटा की एक बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है, और मॉडल की व्याख्यात्मकता अपेक्षाकृत खराब है।

बैटरी की स्थिति का अनुमान लगाने के लिए अनुप्रयोग परिदृश्य

• विद्युत वाहन:एसओसी का सटीक अनुमान इलेक्ट्रिक वाहन चालकों को अपर्याप्त शक्ति के कारण ड्राइविंग में रुकावट से बचने के लिए विश्वसनीय रेंज जानकारी प्रदान कर सकता है।एसओएच मूल्यांकन बैटरी के सेवा जीवन की भविष्यवाणी करने में मदद करता है और उपयोगकर्ताओं को बैटरी को बनाए रखने या बदलने के लिए तुरंत याद दिलाता है; एसओपी अनुमान यह सुनिश्चित कर सकता है कि बैटरी के अतिभार और क्षति से बचते हुए वाहन तेजी और चढ़ाई जैसी उच्च शक्ति की स्थितियों में सामान्य रूप से काम कर सके,वाहन की सुरक्षा और विश्वसनीयता में सुधार.
• नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालीःसौर और पवन ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा ऊर्जा उत्पादन प्रणालियों में,बीएमएस द्वारा बैटरी की स्थिति का सटीक अनुमान ऊर्जा भंडारण प्रणाली के कुशल उपयोग और स्थिर संचालन को सुनिश्चित कर सकता है- बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया का उचित प्रबंधन करके, एसओसी और एसओपी के अनुसार ऊर्जा के वितरण और शेड्यूलिंग को अनुकूलित करके,नवीकरणीय ऊर्जा के उपयोग दर और बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता में सुधार, बैटरी के सेवा जीवन को बढ़ाता है, और सिस्टम की रखरखाव लागत को कम करता है।

विकास के रुझान

बैटरी प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास और आवेदन की बढ़ती मांग के साथ, बीएमएस बैटरी स्थिति अनुमान प्रौद्योगिकी भी लगातार नवाचार और सुधार कर रही है।बैटरी की स्थिति का अनुमान निम्नलिखित दिशाओं में विकसित होगा:

• उच्च सटीकता और विश्वसनीयता:अधिक उन्नत सेंसर प्रौद्योगिकी, सिग्नल प्रोसेसिंग एल्गोरिदम और डेटा फ्यूजन विधियों के साथ, एसओसी, एसओएच और एसओपी अनुमान की सटीकता और विश्वसनीयता में और सुधार किया गया है।अनुमान की त्रुटियों और अनिश्चितताओं को कम किया जाता है, और बैटरी के परिष्कृत प्रबंधन और सुरक्षित संचालन के लिए अधिक शक्तिशाली समर्थन।
• अधिक बुद्धिमान एल्गोरिदमःआर्टिफिशियल इंटेलिजेंस प्रौद्योगिकियों जैसे कि डीप लर्निंग और रिइनफोर्समेंट लर्निंग का उपयोग बैटरी स्टेट का अनुमान लगाने में व्यापक रूप से किया जाएगा।BMS को स्वचालित रूप से बैटरी की जटिल विशेषताओं को सीखने की अनुमति देता है