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Conoscenza del sistema di batterie EV - Parte 2

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Conoscenza del sistema di batterie EV - Parte 2

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3 Problemi di guasto esterno

3.1 Analisi dei problemi di guasto dei sensori

Il sistema di gestione della batteria deve avere funzioni quali il bilanciamento della tensione e la protezione da sovracorrenti, che si ottengono principalmente attraverso sensori di temperatura, tensione e corrente affidabili. Di solito i guasti dei sensori non vengono presi sul serio, ma possono avere conseguenze molto gravi. Nelle batterie di potenza esistono diversi tipi principali di guasti ai sensori: guasti ai sensori di tensione, guasti ai sensori di corrente e guasti ai sensori di temperatura.

I guasti del sensore di corrente possono ridurre l'accuratezza della stima multi-stato, mentre i dati di misurazione del SOC e della temperatura possono essere applicati all'aggiornamento in tempo reale dei parametri del modello della batteria per ottenere una previsione di alta precisione. Le batterie agli ioni di litio devono funzionare entro un intervallo di tensione e temperatura sicuro, poiché il superamento di un intervallo ragionevole può influire sulle prestazioni della batteria e causare incidenti. I sensori di tensione e temperatura possono anche causare errori di bilanciamento e guasti alla gestione termica nei sistemi di gestione delle batterie.

3.2 Analisi dei guasti del sistema di raffreddamento

La fase di dissipazione del calore dipende principalmente dalla struttura della batteria e dalle prestazioni termiche del sistema di raffreddamento. Il pacco batteria viene aspirato attraverso il tubo di aspirazione, quindi raffreddato da una ventola e infine l'aria calda viene scaricata. Il sistema di raffreddamento della batteria di alimentazione non funziona correttamente se il valore della temperatura ambientale esterna della batteria è elevato o se il calore interno viene rilasciato in quantità elevata, rendendo difficile per il sistema della batteria rimanere entro un intervallo di temperatura ragionevole.

Il rilascio di calore interno del sistema di batterie è superiore alla dissipazione del calore. La singola batteria si riscalda gradualmente e raggiunge il valore di temperatura critico in un breve periodo di tempo. Sulla base di questa temperatura di fondo, la reazione esotermica formerà gradualmente una reazione a catena, causando la fuga termica della batteria, con problemi quali incendio, rilascio di gas ed esplosione. Se si verifica un problema di cortocircuito nella batteria, il valore di dissipazione del calore aumenterà linearmente e anche il calore generato mostrerà una crescita esponenziale, causando un grande accumulo di calore durante il processo e aumentando anche l'incidenza degli incidenti al sistema della batteria.

Attualmente, i principali metodi di raffreddamento per i pacchi batteria includono il raffreddamento a gas, a liquido e con materiali a cambiamento di fase, che assicurano che il pacco batteria rientri nell'intervallo di temperatura ottimale e che le sue prestazioni siano ottimizzate, svolgendo un ruolo importante

3.3 Problemi di connessione della batteria

Questo tipo di guasto è causato principalmente da un cattivo collegamento tra i terminali della batteria. Il collegamento delle singole batterie o dei moduli di batterie all'interno del pacco batterie deve essere completato con dadi o saldature, il che aumenta il tempo di funzionamento del veicolo e le condizioni operative non sono certe.

Le parti di collegamento hanno un'alta probabilità di essere colpite da impurità e corrosione a causa di superfici vibranti allentate. Esiste un problema di connessione virtuale tra le batterie, che riduce la potenza di uscita della batteria e quindi aumenta rapidamente il valore della resistenza, generando una grande quantità di calore Joule. Il valore della temperatura tra la batteria e i connettori aumenta e, se questo tipo di guasto non viene rilevato e risolto tempestivamente, accelererà l'invecchiamento della batteria di alimentazione, genererà altri guasti e causerà frequenti incidenti di sicurezza.

4 Misure di diagnosi dei guasti

4.1 Misure di diagnosi dei guasti interni

Le misure di diagnosi della conoscenza sono nate presto e sono state ampiamente applicate. Questo tipo di approccio non richiede l'uso di modelli matematici complessi e mette in evidenza concetti e metodi di elaborazione basati sulla conoscenza per effettuare l'inferenza e il giudizio sui guasti. I principali tipi di diagnosi dei guasti basati sulla conoscenza includono il metodo del sistema esperto, l'albero di diagnosi dei guasti, ecc.

Il metodo del sistema esperto vanta un gran numero di studi ed è ampiamente utilizzato. La chiave di questo metodo è la progettazione di una base di conoscenza del sistema e di un motore di inferenza, e la valutazione dei risultati attraverso un'inferenza della base di conoscenza più completa ed efficace. Sulla base della matematica fuzzy e dei principi della diagnosi fuzzy, è stato costruito un modello di sistema esperto fuzzy per i pacchi batteria utilizzando le regole di applicazione del sistema esperto.

Sulla base dei guasti più comuni dei pacchi batteria, dell'esperienza degli esperti di diagnosi dei guasti delle batterie e dell'esperienza di manutenzione degli esperti del settore, viene formata una base di conoscenze sugli oggetti e sui database relazionali e viene creato un modello di macchina di inferenza di giudizio completo con intelligenza artificiale fuzzy. Metodo di diagnosi dei guasti del modello: Questo metodo di diagnosi utilizza modelli relativi alla batteria per ottenere valori stimati e valori misurati effettivi. La differenza tra i due formerà un residuo di sistema, che può diventare un segnale di conoscenza del guasto. Grazie a questo segnale, è possibile completare ulteriori analisi delle caratteristiche dei guasti, fornendo un supporto teorico per la diagnosi dei guasti del sistema. Il residuo del sistema si basa su una base idealizzata, che include solo dati informativi sui guasti. Esistono molti tipi di modelli di batterie di potenza, come i modelli elettrochimici, i modelli di circuito, ecc

4.2 Analisi delle misure di diagnosi dei guasti esterni

In primo luogo, vengono adottate misure di diagnosi della conoscenza. Nella diagnosi dei guasti esterni della batteria, si utilizzano principalmente l'analisi ad albero dei guasti, il metodo delle regole di soglia e la teoria fuzzy. Le ragioni principali del guasto del sensore della batteria sono l'invecchiamento ad alta temperatura, l'oscillazione meccanica, ecc. Utilizzando la resistenza interna DC della batteria nella posizione allentata del bullone di collegamento, rispetto ad altre batterie a cella singola, la teoria della resistenza interna è più alta. Utilizzando la regola della soglia della differenza di pressione, è possibile rilevare rapidamente i problemi di connessione, come i bulloni dei poli della batteria allentati e l'ossidazione delle parti di collegamento.

Con l'aiuto di un pacco batterie, è possibile utilizzare una corrente di 1C per la scarica continua. Dopo una durata prestabilita, è possibile ottenere il valore di variazione della tensione e diagnosticare l'affidabilità del collegamento del pacco batteria confrontando il valore impostato con il valore misurato. Utilizzando la teoria fuzzy per diagnosticare i guasti delle connessioni virtuali e la simulazione dei guasti del sistema di batterie di potenza per costruire funzioni di appartenenza per i diversi sintomi, è possibile ottimizzare la matrice dei pesi di diagnosi e altri parametri del modello e impostare un modello di diagnosi dei guasti.

In secondo luogo, esistono misure di diagnosi dei guasti del modello, che comprendono molti metodi e sono applicate principalmente al rilevamento e all'isolamento dei guasti dei sensori e del sistema di raffreddamento. Utilizzando l'equazione di controllo della parità non lineare, i valori residui di tensione, corrente e ventola vengono generati nel modello di circuito equivalente del primo ordine e nel modello termico. Utilizzando le soglie residue, è possibile identificare i guasti del sensore di tensione e del sensore di corrente. Diagnosticare i problemi di guasto dei sensori di velocità e dei sensori di corrente utilizzando le stime dell'osservatore e le differenze dei valori reali. Riassumere i pericoli causati da vari guasti e utilizzare l'analisi strutturale e i metodi di generazione sequenziale dei residui per individuare e separare i guasti. Questo metodo è in grado di ottenere la rilevabilità e la separabilità dei sensori anche in presenza di parametri di progettazione del sistema incerti e di costruire metodi di rilevamento online dei guasti per test diagnostici mirati. Utilizzando modelli di circuiti equivalenti e modelli termici, è possibile stimare i residui di nascita di corrente, tensione e temperatura e individuare e isolare i guasti nei sensori di corrente e temperatura.

5 Conclusioni

Attualmente, la consapevolezza ambientale delle persone è in costante aumento e la promozione e l'ambito di applicazione dei veicoli a nuova energia si stanno gradualmente espandendo. Il Paese ha ottenuto un forte sostegno per i veicoli a nuova energia e in futuro i veicoli a nuova energia occuperanno una quota maggiore del mercato della produzione automobilistica. Nei veicoli a nuova energia, le batterie svolgono un ruolo cruciale e le loro prestazioni influiscono direttamente sull'efficienza del veicolo. Analizzando i problemi di guasto delle batterie e proponendo misure di diagnosi dei guasti, si fornisce un importante aiuto per la futura produzione di batterie, la diagnosi dei guasti delle batterie e la manutenzione del funzionamento delle batterie dei gruppi elettrogeni.