배터리 관리 시스템의 핵심 기능
2.1 SOC 추정
SOC는 배터리 잔량을 나타내는 데 사용되며 배터리 수명에서 가장 중요한 매개 변수 중 하나입니다. SOC 추정은 배터리의 과충전 및 과방 전을 판단하기위한 기초입니다. 정확한 추정은 배터리 팩의 과충전 및 방전의 문제를 최대한으로 피할 수있어서보다 신뢰성있게 작동 할 수있다.
배터리 SOC의 추정은 내부 작업 환경 및 외부 환경 변화의 영향 하에서 매우 강한 비선형 성을 나타낸다. 배터리 온도, 배터리 수명, 배터리 내부 저항 등과 같이 배터리 용량에 영향을주는 많은 내부 및 외부 요인이 있습니다. SOC 추정을 정확하게 완료하는 것은 매우 어렵습니다.
기존 SOC 산정 방법은 다음과 같다.
(1) 시간 측정 방법. Anshi 측정 방법은 배터리의 내부 구조 및 상태 변화를 고려하지 않아 간단한 구조와 편리한 작동의 이점을 가지고 있지만 방법의 정확도는 높지 않습니다. 현재 측정 정확도가 높지 않으면 시간이 지남에 따라 SOC 누적 오류가 계속 증가하여 최종 결과에 영향을 미칩니다. 이 방법은 전기 자동차의 배터리 SOC를 측정하는 데 적합합니다. 측정 정확도를 향상시킬 수 있다면 간단하고 신뢰할 수있는 SOC 측정 방법입니다.
(2) 개방 회로 전압 법. 리튬 이온 배터리의 개방 회로 전압은 배터리의 내부 상태를 결정하는 데 사용할 수있는 SOC와 대략 선형 관계입니다. 그러나 엄격한 측정 요구 사항으로 인해 배터리는 적어도 1 시간이되어야하며 이는 전기 자동차의 배터리 실시간 온라인 감지에 적합하지 않습니다. 정상적인 상황에서는 개방 회로 전압 법으로 인해 충전기의 충전 초기 및 최종 추정값의 정확도가 상대적으로 높고 개방 회로 전압 방법은 종종 전류계 측정 방법과 함께 사용됩니다.
(3) 칼만 필터링 방법. 칼만 필터 (Kalman filter) 방법은 뛰어난 보정 오류 기능으로 인해 전류 변동이 큰 하이브리드 배터리에 특히 적합합니다. 이 추정 방법의 단점은 시스템의 높은 처리 속도가 필요하다는 것입니다.
(4) 신경 회로망 방법. 신경망은 분산 병렬 처리, 비선형 매핑 및 적응 학습과 같은 기능을 갖추고 있으므로 배터리 동력을 시뮬레이션하고 SOC를 추정하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나,이 방법은 신경망을 학습하기 위해 다량의 참조 데이터를 필요로하며, 데이터 및 학습 방법이 높을 것이 요구된다. 그렇지 않으면 수용 할 수없는 오류가 야기된다.
2.2 잔액 관리
배터리를 생산하는 과정에는 많은 프로세스가 있으며 차별화로 인해 불일치가 발생할 수 있습니다. 배터리 셀의 차이는 시간과 온도에 따른 내부 저항 및 용량의 변화에 주로 반영됩니다. 전지 간의 큰 차이는 과충전 또는 과방 전의 원인이되어 전지가 손상 될 수 있습니다. 배터리 밸런스를 달성하면 전원 배터리의 유용성이 극대화되고 배터리 수명이 연장되며 안전성이 향상됩니다. 이 단계에서 국내외의 주류 균형 방법은 다음과 같습니다.
(1) 저항 균등화 방법. 이 방법은 에너지 손실 유형 평준화 방법의 주된 대표 요소입니다. 이 방법은 간단하고 비용은 적지 만 에너지 손실은 비교적 크고 효율은 낮습니다. 전류 충전 및 방전이 적은 시스템에만 적합합니다.
(2) 스위치드 캐패시턴스 방법. 이 방법은 저항 균등화의 단점을 보완하는 비 에너지 소산 형 균등화 방법의 주된 대표 요소입니다. 그러나, 제어 회로가 복잡하고, 등화 속도가 느리고, 장시간이 걸려 대용량으로는 적합하지 않다.
(3) 변압기 등화 방법. 이 방법은 직렬 배터리 팩 능동 이퀄라이제이션 제어 방식의 대칭 다중 권선 변압기 구조를 기반으로합니다. 단점은 복잡한 회로, 많은 장치 및 너무 큰 볼륨으로 배터리 팩을 쉽게 확장 할 수 없다는 것입니다. 일반적으로 대전류의 충전 및 방전에 적합합니다.
(4) 중앙 집중화 된 균형. 이 방법은 전체 배터리 팩을 배터리 셀로 신속하게 전송할 수 있으며 중앙 집중식 이퀄라이제이션 모듈의 크기가 더 작다. 그러나, 복수의 배터리의 밸런싱 동작은 병렬로 수행 될 수없고, 많은 수의 케이블 접속이 요구되며, 이는 많은 배터리를 갖는 배터리 팩에 적합하지 않다.
2.3 열 관리
온도는 배터리 성능의 모든 측면에 영향을 미칩니다. 온도 필드의 불균일성은 배터리 팩의 불일치를 악화시킬 수 있으므로 배터리 팩을 관리해야합니다. 열 관리의 목적은 가열 또는 열 방출에 의해 배터리 시스템의 온도를 특정 범위 내로 유지하고 가능한 한 배터리 내의 온도 균일 성을 유지하는 것입니다.
온도 관리는 주로 다음 네 가지 기능을 수행합니다. (1) 저 저항 조건에서 배터리 팩을 빠르게 가열합니다. (2) 배터리 온도 필드의 균일 한 분포를 보장한다. (3) 배터리 온도의 정확한 측정 및 모니터링; (4) 배터리 팩 온도가 너무 높으면 발열량이 효과적으로 줄어 듭니다. 일반적으로 사용되는 냉각 방식으로는 자연 대류 방식, 강제 대류 방식, 액체 유동 방식, 상 변화 재료 방식 및 열 관리 방식이 있습니다. 일반적인 가열 방법으로는 배터리 내부 가열 방법, 가열 플레이트 방법, 가열 자켓 방법 및 히트 펌프 방법이있다.
