تخمین سطح شارژِ مجموعه سلول لیتیومی با اتصال سری با استفاده از فیلتر کالمن تعمیم‌یافته

Abstract

مجموعه باتری یکی از اجزای اصلی در خودروهای الکتریکی است که به‌طور معمول از مجموعه‌ای از سلولهای باتری تشکیل شده است که به صورت سری به یکدیگر متصل می‌شوند. یکی از مهمترین وظایف سیستم مدیریت باتری در خودروهای الکتریکی تخمین سطح شارژ مجموعه باتری است. سلولهای موجود در یک پک باتری بدلیل تلرانس‌های مختلف ساخت و شرایط مختلف عملکردی الزاماً سطح شارژ یکسانی ندارند و از این‌رو، سطح شارژ مجموعه باتری الزاماً با سطح شارژ سلولها یکسان نیست. این مقاله به ارایه روشی برای تخمین سطح شارژ مجموعه باتری می‌پردازد که در کنار دقت بالا، هزینه محاسباتی نسبتاً پایینی دارد. ابتدا از روش شمارش کولمب و منحنی ولتاژ مدار باز باتری که از داده‌های تجربی استخراج شده است، به طور همزمان برای تخمین سطح شارژِ میانگین مجموعه باتری استفاده شده است. سپس با استفاده از فیلتر کالمن تعمیم‌یافته، اختلاف سطح شارژ بین هر کدام از سلولها و سطح شارژ میانگین تخمین زده شده است. روش پیشنهادی بوسیله یک بستر تست تجربی و برای مجموعه‌ای متشکل از سه سلول باتری لیتیومی که به شکل سری متصل شده‌اند مورد ارزیابی و صحه‌گذاری قرار گرفته است. نتایج تست‌های تجربی حاکی از عملکرد مناسب روش پیشنهادی در تخمین سطح شارژ پک باتری لیتیومی می‌باشد.