Các nhà khoa học đã tạo ra một mô hình pin hoàn chỉnh, chi tiết đến mức từng nguyên tử. Xác định mô hình toán học của ắc quy lực kéo của ô tô hybrid Mô hình toán học về quá trình phóng điện của ắc quy chì-axit
Trong chương đầu tiên của luận án, các phương pháp đã biết để tính gần đúng đường cong phóng điện AB ở các giá trị dòng điện không đổi đã được xem xét. Các phương thức này là tĩnh, tức là chưa tính đến sự thay đổi chế độ xả ắc quy liên tục xảy ra trên xe điện. Khi mô hình hóa việc nạp ắc quy không ổn định, cần tính đến sự phụ thuộc của dung lượng tối đa của ắc quy vào dòng xả. Đối với điều này, phương trình Peukert (2) là phù hợp nhất.
Trong hình.3. Một thuật toán đơn giản hóa được trình bày cho phép bạn xác định điện áp trên pin ở mỗi bước tính toán trong mô hình mô phỏng chuyển động của xe điện.
Cách tiếp cận này để tính toán mức xả pin không cố định cũng có thể được mở rộng để mô tả mức sạc không cố định xảy ra trong quá trình hãm tái sinh.
Mục tiêu cuối cùng của việc phát triển một mẫu xe điện là xác định các chỉ số hoạt động và đặc tính của pin trong một chế độ lái nhất định. Sau đây được lấy làm thông số chính:
số dặm (dự trữ năng lượng);
tiêu thụ năng lượng khi di chuyển;
mức tiêu thụ năng lượng trên một đơn vị đường đi và khả năng chịu tải;
năng lượng cụ thể được cung cấp bởi pin.
các thông số của pin và (hoặc) thiết bị lưu trữ năng lượng: họ đặc tính phóng điện và sạc tạm thời đối với các giá trị hiện tại trong phạm vi hoạt động ở nhiệt độ không đổi, trọng lượng của mô-đun pin và thiết bị bổ sung, số lượng mô-đun được lắp đặt, v.v.;
thông số động cơ điện: dòng điện và điện áp định mức, điện trở của mạch phần ứng và cuộn dây kích từ, dữ liệu thiết kế, đặc tính không tải, v.v.;
các thông số của xe cơ sở: tổng trọng lượng, tỷ số truyền của hộp số và dẫn động cuối cùng, hiệu suất truyền động, mô men quán tính và bán kính lăn của bánh xe, hệ số cản không khí, diện tích bề mặt thuôn, hệ số lực cản lăn, khả năng chịu tải, v.v.;
thông số chế độ lái.
Khi lập mô hình chuyển động của EV trong chu trình SAE j 227 C, kết quả thu được với cấu trúc dữ liệu được trình bày trong Bảng 2.
Kết quả phân tích nhân tố (Bảng 3) cho thấy ba yếu tố đã xác định 97% thông tin, điều này giúp giảm đáng kể số lượng các yếu tố tiềm ẩn và theo đó, kích thước của mô hình mô phỏng.
Kết quả tính toán các chỉ số hoạt động chính của xe điện khi tăng tốc.
 |  |  |  |  |  |  |  |  | |  |  |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 1,00 | 129,93 | 25,21 | 250,00 | 7,2 | 19,49 | 120,11 | 3,00 | 280,92 | 0,46 | 4487,4 | 0,02 |
| 2,00 | 129,80 | 41,11 | 250,00 | 7,2 | 19,58 | 121,19 | 6,23 | 583,47 | 1,81 | 12873,1 | 0,32 |
| 38,00 | 116,73 | 116,30 | 111,73 | 3,4 | 26,36 | 23,40 | 47,53 | 4449,17 | 393,5 | 828817,1 | - |
Kết quả phân tích nhân tố (Bảng 3) cho thấy ba yếu tố đã cung cấp 97% thông tin, điều này giúp giảm đáng kể số lượng các yếu tố tiềm ẩn và theo đó, kích thước của mô hình mô phỏng.
Để làm rõ biểu diễn phân tích đặc tính phóng điện của ắc quy 6EM-145, từ đó tạo thành ắc quy xe điện có tổng khối lượng 3,5 tấn và khối lượng ắc quy là 700 kg, nhằm nghiên cứu khả năng sạc lại trong thời gian ngắn. của pin trong một ca làm việc và do đó, để tăng quãng đường đi được, một thử nghiệm đã được tiến hành để kiểm tra pin 6EM-145 theo một chương trình đặc biệt. Thí nghiệm được thực hiện trong 2 tháng với 2 pin 6EM-145.
Nội dung thông tin của các yếu tố trừu tượng
| ^ Giá trị riêng | Tỷ lệ phương sai | Giá trị riêng tích lũy | Tỷ lệ phần trăm phương sai tích lũy |
|
| 1 | 8,689550 | 78,99591 | 8,68955 | 78,9959 |
| 2 | 1,173346 | 10,66678 | 9,86290 | 89,6627 |
| 3 | 0,832481 | 7,56801 | 10,69538 | 97,2307 |
| 4 | 0,235172 | 2,13793 | 10,93055 | 99,3686 |
Các thử nghiệm được thực hiện theo phương pháp sau:
Sạc bằng dòng điện hai pha 23A và 11,5A (được nhà sản xuất pin khuyến nghị)
Kiểm soát phóng điện (theo khuyến nghị của nhà sản xuất) với dòng điện 145A đến giá trị điện áp tối thiểu là 9V.
Sạc các mức sạc lên tới 20%, 50% và 80% với dòng điện 23,45 và 95A.
Xả dòng điện 145A đến giá trị điện áp tối thiểu 9V.
Kết quả hồi quy bội đối với hầu hết các biến phụ thuộc đều cho kết quả có ý nghĩa thống kê (hệ số tương quan bằng R= 0,9989, một F-thái độ F(2.6)=1392.8). Kết quả là khả năng sử dụng hợp pháp các mô hình tuyến tính được thể hiện.
Giai đoạn tăng tốc đầu tiên được tính ở giá trị từ thông F= F tối đa= 0,0072 Wb và duy trì dòng điện phần ứng ở mức không đổi TÔI tôi = TÔI r1 = 250 A. Giai đoạn này bắt đầu vào thời điểm t= 0 và kết thúc khi chu kỳ làm việc đạt đến 1. Giá trị không đổi cho giai đoạn tăng tốc này: dòng điện kích thích TÔI trong = Một∙F tối đa 3 + b∙F tối đa 2 + c∙F tối đa= 10,68 A và điện áp trên cuộn dây kích từ bạn trong = TÔI∙R trứng
Theo nguyên tắc điều chỉnh hai vùng, có thể tăng tốc độ quay của trục động cơ điện ở điện áp tối đa bằng cách làm suy yếu từ trường. Điều này được thực hiện trong một bộ điều chỉnh dòng điện điện tử điều khiển cuộn dây kích từ độc lập. Giai đoạn tăng tốc thứ hai bắt đầu vào thời điểm tương ứng với =1 và kết thúc khi xe điện đạt tốc độ nhất định. Giá trị ban đầu V., N, bạn d v.v. là kết quả của việc tính toán bước tăng tốc cuối cùng ở mức lưu lượng tối đa, khi =1.
Nhiều kết quả hồi quy
| Số liệu thống kê | Lỗi tiêu chuẩn | ^ Điểm Thông số hồi quy | Lỗi tiêu chuẩn | Thống kê gỗ tếch Học sinh mỗi khoảng tin cậy | mức độ lỗi khi chấp nhận tầm quan trọng của tham số hồi quy |
|
| Miễn phí thành viên | -0,267327 | 1,944346 | -0,13749 | 0,895142 |
||
| MỘT | 0,005475 | 0,019047 | 0,006819 | 0,023722 | 0,28744 | 0,783445 |
| V3 | 0,999526 | 0,019047 | 1,233841 | 0,023513 | 52,47575 | 0,000000 |
Phanh xe điện có thể là cơ khí hoặc tái tạo. Giai đoạn chuyển động cuối cùng trong chu kỳ bắt đầu vào thời điểm t= t Một + t cr + t đồng và kết thúc khi t= t Một + t cr + t đồng + t b. Phanh trong chu trình SAE j 227 C xảy ra với tốc độ giảm tốc không đổi, có thể được định nghĩa là: a= V. chọn /(3.6∙ t b) m/s 2 , trong đó V. chọn - tốc độ khi kết thúc cuộc chạy, km/h
Các thí nghiệm mô phỏng được thực hiện trong luận văn nhằm đánh giá các đặc tính chuyển động của xe điện cho thấy một quá trình đặc tính ngẫu nhiên không dừng có điều kiện được xấp xỉ tốt bởi một quá trình có hàm tự hiệp phương sai có dạng:
Ở đâu r 1 (t) Và r 2 (t) tương ứng bằng nhau:
| . | (9) |
Các biểu thức phân tích thu được để mô tả quá trình không cố định có điều kiện. Đặt vectơ cột S=(S 0 , S -1 , ... , S -m ) T xác định các giá trị của đặc tính chuyển động ( t) trong khoảnh khắc St=t 0 ,t -1 ,…,t - tôi , (t 0 >t -1 >.. >t -m ). Khi đó kỳ vọng toán học là:
Ở đâu D (t) = (r(t-t 0 ), r(t-t -1 ), ... , r(t-t -m ) vectơ hàng của hiệp phương sai;
D =||cov( (t Tôi ), (t j ))||=||r(t Tôi -t)||, i,j=0..-m - ma trận hiệp phương sai của lịch sử quá trình tại các thời điểm t Tôi ,t j ; r(t) - hàm tự tương quan của phương thức chuyển động đứng yên.
Thuật toán xấp xỉ ngẫu nhiên được chọn làm thuật toán điều khiển các chế độ chuyển động EV trong luận án. Cho phép ^X biến vectơ trong R N, thỏa mãn các điều kiện sau:
1. Mỗi sự kết hợp của các tham số được kiểm soát X tương ứng với một biến ngẫu nhiên Yđặc điểm của chuyển động với kỳ vọng toán học M Y(X).
2. M Y(X) có cực đại duy nhất và đạo hàm riêng thứ hai 2 M Y/x i x j bị giới hạn trong toàn bộ phạm vi thay đổi trong chế độ điều khiển.
3. Trình tự ( Một k) Và ( c k) thỏa mãn điều kiện:
| MỘT)  , b)  , V)  , G)  . | (12) |
4. Trình tự lặp lại của các phương thức điều khiển ngẫu nhiên được xác định dựa trên sự chuyển đổi theo dấu tăng dần: .
5. Vectơ Y k thay đổi về đặc điểm chuyển động được xác định dựa trên việc thực hiện các giá trị ngẫu nhiên của các chế độ hiện tại X k theo một trong các kế hoạch P 1 , P 2 hoặc P 3:
P 1 =[X k, X k +c k E 1 , . . . , X k +c k E Tôi , . . . , X k +c k E N ] T - kế hoạch trung tâm;
P 2 =[X k +c k E 1 , X k-c k E 1 , . . . X k +c k E N, X k-c k E N ] T - mặt bằng đối xứng;
P 3 =[X k, X k +c k E 1 , X k-c k E 1 , . . . X k +c k E N, X k-c k E N ] T .- mặt bằng có điểm trung tâm, trong đó .
6. Phân tán đánh giá đặc điểm vận động k 2 cho từng tổ hợp phương thức X k bị giới hạn k 2 2
Nghiên cứu thực hiện trong luận án cho thấy khi đáp ứng các điều kiện trên thì trình tự các chế độ điều khiển được lựa chọn X k hội tụ về giá trị tối ưu với xác suất 1.
Là kết quả của việc chính thức hóa, thuật toán hoạt động của mô hình mô phỏng chuyển động EV được điều khiển là chuỗi hành động sau:
1. Thiết lập mô hình ban đầu và lựa chọn phương thức di chuyển ban đầu X 0 , k=0.
2. Đối với sự kết hợp nhất định của các chế độ X k trong khu vực địa phương của nó theo một trong các kế hoạch P i (i=1,2,3) quỹ đạo mẫu có đặc điểm chuyển động được tạo ra ( Xk,l ( t|s k)) l=1 L thời gian T mỗi từ một trạng thái ban đầu chung S k .
3. Ước tính tích phân trung bình của các đặc tính được tính cho tất cả tôi=1
…L với trạng thái ban đầu tổng quát S k :
6. Đặt trạng thái ban đầu S k +1
của khoảng kiểm soát tiếp theo, bằng trạng thái cuối cùng của một trong các quy trình của bước trước đó.
7. Theo tiêu chí dừng đã chọn, quá trình chuyển đổi được thực hiện sang bước 2 hoặc đến cuối quá trình mô phỏng.
Trong chương thứ tư Các phương pháp và mô hình phát triển đã được thử nghiệm.
Khi lựa chọn kích thước của ắc quy lắp trên xe điện, khái niệm công việc vận chuyển được sử dụng để tối ưu hóa mối quan hệ giữa khả năng chịu tải và quãng đường đi được của xe điện. A=G E ∙L t∙km, ở đâu G E– sức nâng của EM, t; L– Dự trữ năng lượng EV (số dặm). Khả năng chịu tải của EV G E =G 0
- tôi b/1000 t, trong đó G 0
=G MỘT –
tôi– Khả năng chịu tải của khung gầm, được xác định bằng khả năng chịu tải của xe cơ sở G MỘT có tính đến khối lượng tôi, nhả ra khi thay động cơ đốt trong bằng hệ thống truyền động điện, t; tôi b – khối lượng của nguồn năng lượng, kg. Giá trị số dặm L xe điện thường được tính toán bằng công thức đã biết trong tài liệu 
km, ở đâu E tôi- năng lượng riêng của nguồn dòng, Wh/kg;
- mức tiêu thụ năng lượng cụ thể khi lái xe, Wh/km. Do đó, đối với công việc vận tải, điều sau đây đúng:
| t∙km, | (15) |
trong đó: hệ số 
km/kg.
Dựa trên mô hình mô phỏng đã phát triển, chuyển động của một chiếc xe điện dựa trên xe GAZ 2705 GAZelle có khả năng chuyên chở đã được tính toán G 0 = 1700 kg. Tính toán được thực hiện cho các nguồn được lắp ráp từ 10 khối pin OPTIMA D 1000 S nối tiếp. Số lượng pin nối song song trong mỗi khối thay đổi từ 1 đến 8. Do đó, với gia số 20 kg, khối lượng của nguồn năng lượng thay đổi trong phạm vi lý thuyết có thể từ 0 đến G MỘT .
Tính toán được thực hiện cho chuyển động trong một chu kỳ S AE j 227 C và để chuyển động ở tốc độ không đổi. Trong hình 4. Sự phụ thuộc dựa trên lý thuyết và mô phỏng của công việc vận chuyển vào khối lượng của pin được thể hiện.
Theo kết quả tính toán, công việc vận chuyển tối đa đạt được khi trọng lượng pin lớn hơn một nửa khả năng chịu tải một chút. Điều này được giải thích là do sự gia tăng năng lượng riêng E tôi nguồn hiện tại với việc tăng công suất của nó.
Xe đạp S AE j 227 C là một trong những chu kỳ thử nghiệm khốc liệt nhất, ngược lại, chế độ lái xe không ngừng là một trong những chế độ dễ dàng nhất. Dựa vào đó, có thể giả định rằng các đồ thị tương ứng với các chế độ lái trung gian sẽ nằm trong khu vực được giới hạn bởi các đường cong tương ứng, và công việc vận chuyển tối đa khi vận hành bằng pin OPTIMA D1000S nằm trong khoảng từ 920 đến 926 kg.
Bị giam giữ Các kết quả chính của công việc được trình bày.
Ứng dụng
chứa các tài liệu về việc sử dụng kết quả của công việc.
^
Các kết luận và kết quả chính của công việc
Việc phân loại pin và phân tích các phương pháp đã biết để tính toán các đặc tính của pin đã được thực hiện. Một đánh giá được thực hiện về khả năng sử dụng chúng trong mô hình sạc và xả pin không cố định.
Dựa trên nghiên cứu được thực hiện trong luận án, việc sử dụng phương pháp phân rã được đề xuất để mô hình hóa tải không ổn định của ắc quy ở các chế độ và điều kiện lái khác nhau của xe, cho phép tích hợp các mô hình phân tích và mô phỏng hybrid, bao gồm các mô hình bộ phận cơ khí. , hệ thống điều khiển, chế độ lái xe và những thứ khác.
Công trình đặt ra và giải quyết vấn đề hình thức hóa các nguyên tắc xây dựng mô hình mô phỏng EV bằng cách sử dụng mô tả quá trình của các đối tượng và các thành phần hệ thống, từ đó có thể mô phỏng các chế độ không cố định của chuyển động EV và tác động của chúng đến các đặc tính không cố định của Đang tải AB.
Một phân tích nhân tố về đặc điểm ép xung đã được thực hiện, cho thấy ba yếu tố đã giải thích được 97% thông tin. Điều này giúp giảm đáng kể số lượng các yếu tố tiềm ẩn trong mô hình và do đó giảm được kích thước của mô hình mô phỏng.
Phương pháp tiến hành thí nghiệm phân tích so sánh đặc tính phóng điện của pin sạc đã được phát triển và các thí nghiệm đã được tiến hành. Dữ liệu thực nghiệm thu được cho thấy việc sử dụng mô hình tuyến tính là hợp lý đối với hầu hết các biến phụ thuộc.
Các thí nghiệm mô phỏng được thực hiện để đánh giá các đặc tính chuyển động của xe điện cho thấy rằng quá trình đặc tính ngẫu nhiên không cố định được mô phỏng gần đúng bằng một quá trình có hàm tự động hiệp phương sai siêu lũy thừa. Các biểu thức phân tích thu được để mô tả các đặc điểm của một quá trình không cố định có điều kiện.
Để giải quyết các vấn đề tối ưu hóa trên mô hình mô phỏng, các thuật toán gần đúng ngẫu nhiên được chọn làm thuật toán điều khiển, cung cấp tốc độ hội tụ cao trong điều kiện có sự phân tán lớn các đặc tính chuyển động.
Một tổ hợp phần mềm mô hình hóa đã được phát triển, được triển khai để sử dụng thực tế tại một số doanh nghiệp và cũng được sử dụng trong quá trình đào tạo tại MADI (GTU).
Các ấn phẩm liên quan đến đề tài luận văn
Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên 6 ấn phẩm.
Ioanesyan A.V. Phương pháp tính toán đặc tính của pin sạc cho xe điện / E.I. Surin, A.V. Ioanesyan // Tài liệu của hội nghị nghiên cứu khoa học-phương pháp luận và khoa học của MADI (GTU). –M., 2003. – P.29-36.
Ioanesyan A.V. Phương pháp xác định điểm cuối phóng điện và sạc của pin trên xe điện / Ioanesyan A.V. // Kỹ thuật điện và thiết bị điện giao thông vận tải. – M.: 2006, số 6 - tr. 34-37.
Ioanesyan A.V. Thông số cơ bản của ắc quy cho xe điện/A.V. Ioanesyan // Phương pháp và mô hình tin học ứng dụng: sưu tầm liên trường. có tính khoa học tr. MADI (GTU). – M., 2009. – P.121-127.
Ioanesyan A.V. Mô hình bộ phận cơ khí của xe điện / A.V. Ioanesyan // Phương pháp và mô hình tin học ứng dụng: sưu tầm liên trường. có tính khoa học tr. MADI (GTU). – M., 2009. – P.94-99.
Ioanesyan A.V. Mô hình mô phỏng tổng quát chuyển động của xe điện / A.V. Ioanesyan // Nguyên tắc xây dựng và đặc điểm của việc sử dụng hệ thống cơ điện tử: bộ sưu tập. có tính khoa học tr. MADI (GTU). – M., 2009. – P.4-9.
Ioanesyan A.V. Mô hình các quá trình chuyển động không cố định của xe điện / A.V. Ioanesyan // Nguyên tắc xây dựng và đặc điểm của việc sử dụng hệ thống cơ điện tử: bộ sưu tập. có tính khoa học tr. MADI (GTU). – M., 2009. – P.10-18.
Khi nói đến việc phát triển các thiết bị công nghệ cao và thu nhỏ mới, pin là nút thắt lớn nhất. Hiện nay, điều này đặc biệt được thể hiện rõ trong lĩnh vực sản xuất và vận hành ô tô điện, trong các thiết bị lưu trữ năng lượng dự phòng cho mạng năng lượng và tất nhiên là trong các thiết bị điện tử tiêu dùng thu nhỏ. Để đáp ứng các yêu cầu hiện đại, các thiết bị lưu trữ năng lượng, sự phát triển của chúng chắc chắn không theo kịp sự phát triển của tất cả các công nghệ khác, phải cung cấp nhiều năng lượng lưu trữ hơn qua một số lượng lớn chu kỳ sạc-phóng, có mật độ lưu trữ năng lượng cao và cung cấp các đặc tính năng động cao.
Việc tạo và thử nghiệm nhiều loại pin mới là một quá trình khó khăn, mất nhiều thời gian và tốn kém. Do đó, đối với các nhà khoa học điện hóa, khả năng thực hiện các mô phỏng chi tiết trước khi bắt tay vào các thí nghiệm thực tế sẽ là một lợi ích thực sự. Nhưng cho đến gần đây, chưa ai có thể tạo ra một mô hình toán học của pin, chi tiết đến mức từng nguyên tử, do sự phức tạp của mô hình đó và do những hạn chế của các công cụ mô hình toán học hiện có.
Nhưng điều đó giờ đây đã thay đổi nhờ công trình nghiên cứu của hai nhà nghiên cứu người Đức, Wolf Dapp từ Viện Mô phỏng nâng cao và Martin Muser từ Đại học Saarlandes. Các nhà khoa học này đã tạo ra một mô hình toán học hoàn chỉnh của pin và thực hiện các phép tính ở cấp độ từng nguyên tử. Cần lưu ý rằng theo kết quả mô phỏng, các đặc tính của “pin toán học” phần lớn trùng khớp với các đặc tính của pin thật mà tất cả chúng ta đều quen sử dụng.
Trong những năm gần đây, các nhà khoa học máy tính đã nhiều lần tạo ra các mô hình pin, nhưng tất cả các mô hình này đều hoạt động ở quy mô lớn hơn nhiều so với cấp độ của từng nguyên tử riêng lẻ và dựa vào dữ liệu và thông số có giá trị thu được bằng thực nghiệm, chẳng hạn như độ dẫn ion và điện tử, hệ số lan truyền, mật độ dòng điện, thế năng điện hóa, v.v.
Những mô hình như vậy có một nhược điểm nghiêm trọng - chúng hoạt động cực kỳ không chính xác hoặc hoàn toàn không hoạt động khi nói đến các vật liệu mới và sự kết hợp của chúng, những đặc tính của chúng chưa được nghiên cứu đầy đủ hoặc chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng. Và, để tính toán đầy đủ hoạt động của pin làm từ vật liệu mới nói chung, các nhà điện hóa phải tiến hành mô phỏng ở cấp độ từng phân tử, ion và nguyên tử.
Để mô phỏng toàn bộ pin, mô hình máy tính phải tính toán mọi thay đổi về năng lượng, thế năng hóa học và điện hóa ở mỗi bước tính toán. Đây chính xác là những gì Depp và Musru đã đạt được. Trong mô hình của họ, năng lượng điện là một biến có giá trị được xác định bởi sự tương tác của các nguyên tử và liên kết giữa các nguyên tử và ion ở mỗi giai đoạn tính toán.
Đương nhiên, các nhà nghiên cứu đã phải nhượng bộ trước thực tế. Độ phức tạp về mặt toán học của pin khác xa so với pin bạn có thể lấy ra khỏi điện thoại di động. Mô hình toán học của “pin nano” chỉ bao gồm 358 nguyên tử, trong đó 118 nguyên tử là vật liệu của các điện cực, cực âm và cực dương. Theo điều kiện ban đầu, cực âm được phủ một lớp gồm 20 nguyên tử chất điện phân và trong bản thân chất điện phân chỉ có 39 ion tích điện dương.
Tuy nhiên, bất chấp sự đơn giản rõ ràng như vậy, mô hình toán học này đòi hỏi sức mạnh tính toán đáng kể cho các phép tính của nó. Đương nhiên, tất cả mô hình hóa đều được thực hiện trên quy mô gồm các đơn vị, bước riêng biệt và một chu trình tính toán đầy đủ yêu cầu tối thiểu 10 triệu bước, tại mỗi bước thực hiện một loạt phép tính toán học cực kỳ phức tạp.
Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng mô hình họ tạo ra chỉ là bằng chứng cho những nguyên tắc họ đã sử dụng và có một số cách để cải thiện mô hình. Trong tương lai, họ sẽ làm phức tạp thêm mô hình mà họ đã tạo ra bằng cách trình bày dung dịch điện phân dưới dạng một tập hợp các hạt có điện tích đứng yên. Điều này, cùng với sự gia tăng số lượng nguyên tử trong mô hình, sẽ đòi hỏi sức mạnh của một siêu máy tính không phải yếu nhất để tính toán mô hình, nhưng nó đáng giá, bởi vì nghiên cứu như vậy có thể dẫn đến việc tạo ra các nguồn năng lượng mới sẽ mang tính cách mạng hóa. lĩnh vực điện tử cầm tay.
Khoa học đặc biệt về quân sự Phương pháp khí động học nhằm tăng hiệu quả đạn đạo của bom dẫn đường hàng không. Từ khóa: cự ly bay, bom dẫn đường, cánh máy bay bổ sung. Fomicheva Olga Anatolievna, ứng cử viên [email được bảo vệ] , Nga, Tula, Đại học khoa học kỹ thuật bang Tula, docent, UDC 621.354.341 MÔ HÌNH TOÁN HỌC VẬN HÀNH HỆ THỐNG LÀM NHIỆT PIN SỬ DỤNG BỘ PHẬN LÀM NHIỆT HÓA CHẤT E.I. Lagutina Bài báo trình bày mô hình toán học về quá trình duy trì pin ở trạng thái nhiệt tối ưu trong điều kiện nhiệt độ môi trường thấp thông qua việc sử dụng bộ phận làm nóng hóa học. Từ khóa: Ổn nhiệt, truyền nhiệt đối lưu, pin, phần tử gia nhiệt hóa học, mô hình toán học. Ở giai đoạn phát triển vũ khí và thiết bị quân sự này, thật khó để tưởng tượng việc tiến hành thành công các hoạt động chiến đấu với tổn thất cá nhân tối thiểu nếu không có hệ thống chỉ huy và kiểm soát thống nhất. Có tính đến tính năng động ngày càng tăng của các hoạt động chiến đấu, cơ sở của hệ thống kiểm soát quân ở cấp chỉ huy và kiểm soát chiến thuật là thiết bị vô tuyến. Đến lượt mình, vai trò này của thiết bị vô tuyến trong hệ thống điều khiển buộc phải đặc biệt chú ý đến nguồn điện của thiết bị vô tuyến - pin, làm cơ sở cho hoạt động không bị gián đoạn của chúng. Có tính đến các đặc điểm khí hậu của nước ta (sự hiện diện của một tỷ lệ lớn các vùng lãnh thổ có khí hậu chủ yếu là lạnh, khả năng tiến hành thành công các hoạt động chiến đấu ở một số khu vực hoạt động của Viễn Đông chỉ trong những tháng mùa đông), duy trì nhiệt độ tối ưu điều kiện hoạt động của pin trong điều kiện nhiệt độ môi trường xung quanh thấp là một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất. Chính điều kiện vận hành tiết kiệm tài nguyên của pin quyết định phần lớn đến hoạt động ổn định của hệ thống thông tin liên lạc và do đó, việc hoàn thành thành công các nhiệm vụ chiến đấu. 105 Tin tức của Đại học bang Tula. Khoa học kỹ thuật. 2016. Số phát hành. 4 Hiện nay, khá nhiều thiết bị điều nhiệt đã được phát triển. Nhưng nhược điểm chung của chúng chủ yếu là mức tiêu thụ năng lượng tương đối cao (và chúng được cấp nguồn từ chính pin) và cần có sự tham gia của con người trong việc kiểm soát quá trình điều nhiệt. Có tính đến những nhược điểm trên, trong thiết bị điều nhiệt đang được phát triển, kết hợp với thân cách nhiệt, người ta đề xuất sử dụng bộ phận làm nóng hóa học dựa trên natri axetat trihydrat siêu bão hòa NaCH3COO 3H2O với nhiệt độ chuyển pha cân bằng Тf = 331 K và nhiệt ẩn của quá trình chuyển pha rt = 260 kJ/kg, ổn định trong điều kiện siêu lạnh khi đưa vào các chất phụ gia nhỏ và có thể được siêu lạnh, theo dữ liệu, lên tới T = 263 K. Một tìm kiếm bằng sáng chế đã cho thấy sự hiện diện của một số lượng rất nhỏ bằng sáng chế mô tả bộ tích lũy thay đổi pha nhiệt (PTAC) sử dụng chất lỏng siêu lạnh làm vật liệu lưu trữ nhiệt (TAM). Điều này cho thấy sự thiếu vắng thực tế trong lĩnh vực này các giải pháp kỹ thuật đã được chứng minh cho phép thực hiện quy trình giải phóng nhiệt tích lũy trước đó có kiểm soát. Cũng xét rằng nhiệt dung riêng của quá trình chuyển pha của TAM đã chọn là khá cao, đồng thời nó có khả năng làm lạnh quá mức đến nhiệt độ rất thấp, do đó cần phải tiến hành một nghiên cứu tính toán độc lập về chất này để xác định khả năng ứng dụng thực tế của nó. Cơ sở để xây dựng mô hình toán học của TAFP là bài toán Stefan, đây là bài toán về sự phân bố nhiệt độ trong vật thể khi có sự chuyển pha, cũng như về vị trí của các pha và tốc độ chuyển động của giao diện của chúng. . Để đơn giản, chúng ta sẽ xét bài toán mặt phẳng (khi bề mặt chuyển pha là một mặt phẳng). Theo quan điểm cổ điển, đây là một bài toán vật lý toán học và dẫn đến việc giải các phương trình sau: 2 dT1 2 d T1 = a1. cho 0< x < ξ, 2 dτ dx 2 dT2 2 d T2 = a2 . для ξ < x < ∞, dτ dx 2 с дополнительными условиями T1 = C1 = const < Tф при x = 0, T2 = C = const > Tf và các điều kiện chuyển pha 106 tại τ = 0, (1) (2) (3) (4) Tin của Đại học bang Tula. Khoa học kỹ thuật. 2016. Số phát hành. 4 2. Trong các quá trình thuận nghịch của quá trình chuyển pha TAM nóng chảy kết tinh ở τ = 0 ranh giới pha được hình thành, trường nhiệt độ của TAM trong pha phát triển là tuyến tính và nhiệt độ của pha biến mất bằng nhiệt độ của pha chuyển tiếp. 3. TAM không có tính dẫn nhiệt theo phương dọc. 4. Quá trình chuyển đổi pha TAM được giả định là một chiều. Trong trường hợp này, các ranh giới pha không thay đổi về hình dạng và tại mỗi thời điểm, chúng biểu thị các bề mặt hình trụ nằm đồng tâm so với các thành của thân của bộ phận làm nóng hóa học. 5. Không tính đến tổn thất nhiệt ra môi trường từ TAFP trong quá trình phóng điện và làm nóng các bộ phận của đài vô tuyến gần vỏ pin. 6. Các hệ số truyền nhiệt (truyền nhiệt, truyền nhiệt, dẫn nhiệt) và nhiệt dung riêng là không đổi và không phụ thuộc vào nhiệt độ. Quá trình trao đổi nhiệt đối lưu giữa TAM và thành thân của bộ phận làm nóng hóa học được mô tả bằng phương trình q lần (τ) = ak ⋅ Fк (Ttam (τ) − Tк (τ)), (11) trong đó q lần (τ) là nhiệt lượng truyền vào thân của phần tử gia nhiệt hóa học , W; ak là hệ số truyền nhiệt từ TAM đến thân của phần tử gia nhiệt hóa học, W/(m2·K); Fк - diện tích tiếp xúc giữa TAM và thành trong của thân bộ phận làm nóng hóa học, m2; Ttam(τ) - nhiệt độ của vật liệu tích nhiệt, K; Tk(τ) là nhiệt độ của thành cơ thể của phần tử gia nhiệt hóa học, K. Tại τ>0 các phương trình sau đúng: Tf − T ở đó (τ) q lần (τ) = λtv ⋅ ⋅ Fк, (12) t z (τ) dz ( τ) q lần (τ) = ρ tv ⋅ r ⋅ ⋅ Fk, (13) t r d (τ) trong đó λtv t là hệ số dẫn nhiệt của TAM trong pha rắn, W/(m K) ; z(τ) – độ dày của lớp TAM kết tinh tại thời điểm τ, m; 3 ρ tv t – Mật độ TAM trong pha rắn, kg/m. Giả định được chấp nhận về việc mô tả trạng thái nhiệt của thân một bộ phận làm nóng hóa học bằng nhiệt độ trung bình của nó khiến cho không thể tính được trường vận tốc cục bộ và hệ số truyền nhiệt ở các điểm khác nhau. Khi đó với τ>0 phương trình sau đúng: q lần (τ) = a t ⋅ Ft (Ttam (τ) − Tk (τ)), (14) 108 Khoa học quân sự đặc biệt trong đó at là hệ số truyền nhiệt từ vật liệu lưu trữ tới bề mặt trao đổi nhiệt, W/(m2·K); Ft - diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, m2; Xét rằng nhiệt cung cấp cho thân của bộ phận làm nóng hóa học sẽ làm tăng năng lượng bên trong của nó và làm mất nhiệt vào thân pin, tại τ>0 phương trình sau diễn ra: dT (τ) q lần (τ) = Sk ⋅ k + av ⋅ Fв ( Tv (τ) − T0), (15) dτ trong đó Sk là tổng nhiệt dung của thân phần tử gia nhiệt hóa học tiếp xúc với thân pin, J/K; ав là hệ số truyền nhiệt từ thành của bộ phận làm nóng hóa học đến bề mặt của pin, W/(m2·K); Fв - diện tích bề mặt của thân bộ phận làm nóng hóa học tiếp xúc với thân pin, m2; T0 – nhiệt độ ban đầu của pin, K. Phương trình cuối cùng mô tả quá trình hoạt động của hệ thống TAFP - vỏ pin tại τ>0 là phương trình cân bằng: q lần (τ) = av ⋅ Sk ⋅ (Tk (τ) − Tv (τ)). (16) Hệ phương trình (11 – 16) là mô hình toán học mô tả hoạt động của hệ thống sưởi của vỏ ắc quy trong thời gian xả TAFP. Các hàm chưa biết trong đó là qraz(τ), z(τ), Tk(τ), TV(τ), Ttam(τ). Vì số hàm chưa biết bằng số phương trình nên hệ này đóng. Để giải quyết nó trong trường hợp đang xem xét, chúng ta xây dựng các điều kiện ban đầu và điều kiện biên cần thiết: q lần (0) = 0 0 ≤ z (τ) δ ; z (0) = 0 t (17) Tk (0) ≈ Tf TB (0) = Tb (0) = Tcó (0) = T0 trong đó δ t – độ dày của vỏ pin, m; TB – nhiệt độ pin tại thời điểm τ, K. Bằng phép biến đổi đại số của phương trình (11 – 17), ta thu được hệ gồm hai phương trình vi phân: E − D ⋅ Tк (τ) dz (τ) (18) = , dτ N ⋅ ( W + B ⋅ z (τ)) dTк (τ) E − D ⋅ Tк (τ) = − I ⋅ Tк (τ) + M , (19) dτ Z + Y ⋅ z (τ) trong đó B, W, D , E, I, M, N, Z, Y – một số hằng số được tính theo công thức (20 – 28): B = ав ⋅ ат ⋅ Fв ⋅ Fц, (20) 109 Kỷ yếu của Đại học bang Tula. Khoa học kỹ thuật. 2016. Số phát hành. 4 W = (a t ⋅ Fk + av ⋅ Fv) ⋅ λtv t ⋅ Fk, D = B ⋅ λtv t ⋅ Fk, E = D ⋅ Tf, a ⋅F I= B B, SB M = I ⋅ T0 , (21 ) ( 22) (23) (24) (25) (26) N = ρ tv t ⋅ rr ⋅ Fк, Z = W ⋅ SB, (27) Y = B ⋅ SB. (28) 2 trong đó aB là hệ số khuếch tán nhiệt của pin, m/s, FB là diện tích bề mặt của pin tiếp xúc với bộ phận làm nóng hóa học, m2; SB – nhiệt dung của pin, J/K. Bằng cách phân tích hệ phương trình vi phân, chúng ta có thể kết luận rằng chúng là phi tuyến. Để giải hệ này với điều kiện ban đầu và điều kiện biên, nên sử dụng các phương pháp số, ví dụ phương pháp Runge-Kutta bậc 4, được thực hiện bằng chương trình máy tính Mathcad cho Windows. Tài liệu tham khảo 1. Nghiên cứu khả năng sử dụng chất lỏng siêu lạnh làm vật liệu giữ nhiệt trong bộ tích nhiệt chuyển pha lắp trên phương tiện di động để làm nóng trước động cơ vào mùa đông: báo cáo nghiên cứu (cuối cùng) / Quân đội. kỹ sư kỹ thuật Trường đại học; bàn tay V.V. Shulgin; tôn trọng người biểu diễn: A.G. Melentyev. St.Petersburg, 2000. 26 tr. Số 40049-L. Inv. Số 561756-OF. 2. Bulychev V.V., Chelnokov V.S., Slastilova S.V. Thiết bị lưu trữ nhiệt chuyển pha dựa trên hợp kim Al-Si // Tin tức của các cơ sở giáo dục đại học. Luyện kim sắt. Số 7. 1996. P. 64-67. 3. Nghiên cứu khả năng sử dụng chất lỏng siêu lạnh làm vật liệu giữ nhiệt trong bộ tích nhiệt chuyển pha lắp trên phương tiện di động để làm nóng trước động cơ vào mùa đông: báo cáo nghiên cứu (tạm thời giai đoạn 3)/Quân sự. kỹ sư kỹ thuật Trường đại học; bàn tay V.V. Shulgin; tôn trọng người biểu diễn: A.G. Melentyev. St.Petersburg, 2000. 28 tr. Số 40049-L. Inv. Số 561554-OF. 4. Patankar S.V., Spaulding D.B. Truyền nhiệt và khối lượng trong các lớp ranh giới / ed. acad. Viện Hàn lâm Khoa học BSSR A.V. Lykova. M.: Năng lượng, 1971. 127 tr. 5. Mathcad 6.0 PLUS. Tính toán tài chính, kỹ thuật và khoa học trong môi trường Windows 95 / bản dịch từ tiếng Anh. M.: Nhà xuất bản và thông tin "Filin", 1996. 712 tr. 110 Khoa học đặc biệt về quân sự Lagutina Elizaveta Igorevna, phó giáo sư khoa vô tuyến, chuyển tiếp vô tuyến, tầng đối lưu, vệ tinh và liên lạc dây, [email được bảo vệ], Nga, Ryazan, Trường Chỉ huy Nhảy dù Cao cấp Ryazan MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA HỆ THỐNG CHỨC NĂNG LÀM ẤM PIN BẰNG CÁCH SỬ DỤNG PHẦN TỬ LÀM NHIỆT HÓA CHẤT E.I. Lagutina Trong bài báo, mô hình toán học của quá trình duy trì pin ở điều kiện nhiệt tối ưu ở nhiệt độ môi trường thấp bằng cách sử dụng bộ phận làm nóng hóa học. Từ khóa: điều khiển nhiệt độ, truyền nhiệt đối lưu, pin, bộ phận gia nhiệt hóa học, mô hình toán học. Lagutina Elizaveta Igorevna, phụ tá của khoa vô tuyến, chuyển tiếp vô tuyến, tầng đối lưu, vệ tinh và liên lạc đường dây, [email được bảo vệ], Nga, Ryazan, Trường chỉ huy trên không Ryazan UDC 62-8 PHÂN TÍCH SO SÁNH CÁC MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA CÁC QUY TRÌNH ĐỘNG KHÍ TRONG MỘT LƯỢNG DÒNG A.B. Nikanorov Trong công trình này, một phân tích so sánh đã được thực hiện để xác định phạm vi ứng dụng hợp lý của các mô hình toán học của các quá trình động lực khí theo thể tích dòng chảy, thu được trên cơ sở các định luật bảo toàn khối lượng, năng lượng và động lượng thu được cho các tham số tích phân trung bình của môi trường. Từ khóa: Dẫn động lái không khí động lực, định luật bảo toàn, mô hình toán, hệ thống điện, lưu lượng. Công trình được coi là một cách tiếp cận để xây dựng các mô hình của các quá trình động lực khí dựa trên các định luật bảo toàn cơ bản cho các hàm nhiệt động và các tham số tích phân trung bình trên thể tích và bề mặt. Đã thu được mô hình toán học cho các quá trình động lực khí trong một thể tích dòng chảy. Bài viết này thảo luận về các mô hình ở mức độ lý tưởng hóa sau: 1. Mô hình các quá trình bán tĩnh trong một thể tích dòng chảy cho các tham số và hàm nhiệt động tích phân trung bình. Chúng ta hãy xem xét quá trình xảy ra trong thể tích w0 (Hình 1), trong khi giả sử nó là gần như tĩnh, nghĩa là giả sử rằng tốc độ chuyển động của khí trong thể tích, cũng như tốc độ của quá trình biến dạng cơ học của bề mặt điều khiển, không đáng kể so với tốc độ truyền môi trường qua bề mặt điều khiển của âm lượng. 111
Lượt xem: 57466Trong những năm gần đây, cái gọi là pin “thông minh”, hay nói cách khác là pin Thông minh, đã trở nên phổ biến. Pin thuộc nhóm này được trang bị bộ vi xử lý có khả năng không chỉ trao đổi dữ liệu với bộ sạc mà còn điều chỉnh hoạt động của pin và thông báo cho người dùng về mức độ hoạt động của chúng. Pin được trang bị hệ thống điều khiển thông minh chuyên dụng được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại thiết bị điện kỹ thuật, bao gồm cả xe điện. Đáng chú ý là nhóm pin thông minh chủ yếu bao gồm pin chứa lithium, mặc dù pin axit chì và niken-cadmium kín hoặc thông gió cũng được tìm thấy trong số đó.
Pin thông minh đắt hơn ít nhất 25% so với pin thông thường. Tuy nhiên, pin thông minh không chỉ khác nhau về giá cả như hầu hết mọi người vẫn nghĩ mà còn ở các tính năng của thiết bị điều khiển đi kèm với chúng. Cái sau đảm bảo việc xác định loại pin bằng bộ sạc, theo dõi nhiệt độ, điện áp, dòng điện và trạng thái sạc của pin. Một phần đáng kể các mô-đun pin lithium-ion có hệ thống giám sát và điều khiển tích hợp ( BMS), chịu trách nhiệm về tình trạng của pin và quản lý chúng theo cách tối đa hóa hiệu suất của pin trong các điều kiện khác nhau.
Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn pin có BMS là gì. Pin thông minh là loại pin được trang bị một con chip đặc biệt trong đó dữ liệu vĩnh viễn và tạm thời được lập trình. Dữ liệu cố định được lập trình tại nhà máy và không thể thay đổi: dữ liệu liên quan đến chuỗi sản xuất BMS, nhãn hiệu của nó, khả năng tương thích với loại pin, điện áp, giới hạn điện áp tối đa và tối thiểu, giới hạn nhiệt độ. Dữ liệu tạm thời là dữ liệu được cập nhật định kỳ. Chúng chủ yếu bao gồm các yêu cầu vận hành và dữ liệu người dùng. Theo quy định, có thể kết nối hệ thống điều khiển và cân bằng với máy tính hoặc bộ điều khiển để theo dõi tình trạng của pin và kiểm soát các thông số của chúng. Một số mẫu BMS có thể được cấu hình cho các loại pin khác nhau (mức điện áp, giá trị hiện tại, dung lượng).
Hệ thống quản lý pin (BMS) là một hệ thống điện tử kiểm soát quá trình sạc/xả của pin, chịu trách nhiệm về sự an toàn khi vận hành, giám sát tình trạng của pin và đánh giá dữ liệu hiệu suất thứ cấp.
BMS (Hệ thống quản lý pin)– đây là một bảng điện tử được đặt trên pin để kiểm soát quá trình sạc/xả, theo dõi tình trạng của pin và các bộ phận của pin, kiểm soát nhiệt độ, số chu kỳ sạc/xả và bảo vệ các bộ phận của pin. Hệ thống điều khiển và cân bằng cung cấp khả năng kiểm soát riêng về điện áp và điện trở của từng phần tử pin, phân phối dòng điện giữa các bộ phận của pin trong quá trình sạc, kiểm soát dòng xả, xác định tổn thất công suất do mất cân bằng và đảm bảo kết nối/ngắt kết nối an toàn. của tải.
Dựa trên dữ liệu nhận được, BMS thực hiện cân bằng điện tích tế bào, bảo vệ pin khỏi đoản mạch, quá dòng, sạc quá mức, xả quá mức (điện áp cao và quá thấp của từng tế bào), quá nhiệt và hạ thân nhiệt. Chức năng BMS không chỉ cho phép cải thiện hoạt động của pin mà còn tối đa hóa tuổi thọ của chúng. Khi phát hiện tình trạng nghiêm trọng của pin, Hệ thống quản lý pin sẽ phản ứng tương ứng bằng cách ban hành lệnh cấm sử dụng pin trong hệ thống điện - tắt pin. Một số mẫu BMS cung cấp khả năng duy trì một bản ghi (ghi dữ liệu) về hoạt động của pin và sau đó chuyển nó sang máy tính.
Pin lithium iron phosphate (được gọi là LiFePO4), vượt trội hơn đáng kể so với các công nghệ pin lithium-ion khác về độ an toàn, ổn định và hiệu suất, cũng đi kèm với mạch điều khiển BMS. Thực tế là pin lithium iron phosphate rất nhạy cảm với việc sạc quá mức cũng như xả dưới một điện áp nhất định. Để giảm nguy cơ hư hỏng từng tế bào pin và hỏng toàn bộ pin, tất cả pin LiFePO4 đều được trang bị mạch cân bằng điện tử đặc biệt - hệ thống quản lý pin (BMS).
Điện áp trên mỗi tế bào kết hợp thành pin lithium iron phosphate phải nằm trong giới hạn nhất định và bằng nhau. Tình hình là lý tưởng nhất thì dung lượng bằng nhau của tất cả các ô tạo nên một cục pin là một điều khá hiếm xảy ra. Ngay cả một sự khác biệt nhỏ trong vài phần ampe giờ cũng có thể gây ra sự khác biệt lớn hơn về mức điện áp trong quá trình sạc/xả. Sự khác biệt về mức sạc/xả của các tế bào trong một pin LiFePO4 là khá nguy hiểm vì nó có thể phá hủy pin.
Khi các tế bào được kết nối song song, điện áp trên mỗi tế bào sẽ xấp xỉ bằng nhau: nhiều phần tử tích điện hơn sẽ có thể hút ra những phần tử tích điện ít hơn. Với kết nối nối tiếp, sự phân bố điện tích đồng đều giữa các ô không xảy ra, do đó một số phần tử vẫn được tích điện dưới mức, trong khi những phần tử khác được sạc lại. Và ngay cả khi tổng điện áp khi kết thúc quá trình sạc gần bằng mức lý tưởng, do chỉ cần sạc quá mức một chút ở một số tế bào trong pin, các quá trình phá hủy không thể đảo ngược sẽ xảy ra. Trong quá trình hoạt động, pin sẽ không cung cấp đủ dung lượng cần thiết và do phân bổ điện tích không đồng đều nên pin sẽ nhanh chóng không sử dụng được. Các cell có mức sạc thấp nhất sẽ trở thành một loại “điểm yếu” của pin: chúng sẽ nhanh chóng không chịu nổi quá trình phóng điện, trong khi các cell pin có dung lượng lớn hơn sẽ chỉ trải qua chu kỳ phóng điện một phần.
Phương pháp cân bằng cho phép bạn tránh các quá trình phá hủy tiêu cực trong pin. Hệ thống cân bằng và điều khiển tế bào BMS đảm bảo rằng tất cả các tế bào đều nhận được điện áp bằng nhau khi kết thúc quá trình sạc. Khi quá trình sạc gần kết thúc, BMS thực hiện cân bằng bằng cách tắt các tế bào tích điện hoặc truyền năng lượng của các phần tử có điện áp cao hơn sang các phần tử có điện áp thấp hơn. Không giống như cân bằng chủ động, với cân bằng thụ động, các tế bào đã được sạc gần như hoàn toàn sẽ nhận được ít dòng điện hơn hoặc bị loại khỏi quá trình sạc cho đến khi tất cả các tế bào pin có cùng mức điện áp. Hệ thống quản lý pin (BMS) cung cấp khả năng cân bằng, kiểm soát nhiệt độ và các chức năng khác để tối đa hóa tuổi thọ pin.
Thông thường, các cửa hàng bán pin đúc sẵn có BMS, nhưng một số cửa hàng và công ty vẫn cung cấp cơ hội mua riêng các bộ phận của pin. Công ty Elektra là một trong số đó. Electra là công ty đầu tiên ở Ukraine quyết định cung cấp và tạo ra thị trường pin để tự lắp ráp và thiết kế pin lithium iron phosphate (LiFePO4) ở nước ta. Ưu điểm chính của việc tự lắp ráp pin từ từng ô riêng lẻ là khả năng có được bộ pin đúc sẵn phù hợp nhất với nhu cầu của người dùng về thông số vận hành và dung lượng. Khi mua các bộ phận để lắp ráp pin LiFePO4, điều quan trọng không chỉ là chú ý đến sự tương thích của các tế bào pin với nhau mà còn phải xem xét các thông số BMS: điện áp, dòng phóng điện, số lượng tế bào được thiết kế. . Hoạt động của pin lithium iron phosphate cũng chỉ yêu cầu sử dụng bộ sạc phù hợp với loại của nó. Điện áp của nó phải bằng tổng điện áp của pin.
24v 36v 48v 60v
Mục đích chính của việc sử dụng BMS (Hệ thống quản lý pin) làm bộ điều chỉnh pin:
Bảo vệ tế bào pin và toàn bộ pin khỏi bị hư hỏng;
Tăng tuổi thọ pin;
Duy trì pin ở điều kiện có thể thực hiện tất cả các nhiệm vụ được giao ở mức tối đa có thể.
Chức năngBMS (Hệ thống quản lý pin)
1. Theo dõi tình trạng của cell pin về:
- Vôn: tổng điện áp, điện áp từng ô, điện áp tối thiểu và tối đa của ô;
- nhiệt độ: nhiệt độ trung bình, nhiệt độ điện phân, nhiệt độ đầu ra, nhiệt độ của từng cell pin, bo mạch BMS(bảng điện tử thường được trang bị cả cảm biến nhiệt độ bên trong để theo dõi nhiệt độ của chính thiết bị điều khiển và cảm biến bên ngoài được sử dụng để theo dõi nhiệt độ của các bộ phận pin cụ thể);
- điện tích và độ sâu phóng điện;
- dòng điện nạp/phóng;
- khả năng phục vụ
Hệ thống điều khiển và cân bằng tế bào có thể lưu trữ trong bộ nhớ các chỉ số như số chu kỳ sạc/xả, điện áp tế bào tối đa và tối thiểu, giá trị dòng điện sạc và xả tối đa và tối thiểu. Chính dữ liệu này cho phép bạn xác định tình trạng sức khỏe của pin.
Sạc không đúng cách là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra lỗi pin, vì vậy điều khiển sạc là một trong những chức năng chính của bộ vi điều khiển BMS.
2. Điện toán trí tuệ. Dựa vào các điểm trên, BMS đưa ra đánh giá:
Dòng sạc tối đa cho phép;
Dòng xả tối đa cho phép;
Lượng năng lượng được cung cấp do sạc hoặc bị mất đi khi phóng điện;
Sức đề kháng bên trong tế bào;
Tổng thời gian hoạt động của pin trong quá trình hoạt động (tổng số chu kỳ hoạt động).
3. Đã kết nối. BMS có thể cung cấp dữ liệu trên cho các thiết bị điều khiển bên ngoài thông qua giao tiếp có dây hoặc không dây.
4. Bảo vệ. BMS bảo vệ pin bằng cách ngăn pin vượt quá giới hạn hoạt động an toàn. BMS đảm bảo an toàn khi kết nối/ngắt tải, kiểm soát tải linh hoạt, bảo vệ ắc quy khỏi:
Quá dòng;
Quá điện áp (trong khi sạc);
Điện áp tụt xuống dưới mức cho phép (trong quá trình phóng điện);
Quá nóng;
Hạ thân nhiệt;
Rò rỉ hiện tại.
BMS có thể ngăn chặn một quá trình gây nguy hiểm cho pin bằng cách tác động trực tiếp đến pin hoặc bằng cách gửi tín hiệu thích hợp về việc không thể sử dụng pin sau đó tới thiết bị điều khiển (bộ điều khiển). Hệ thống giám sát thông minh (BMS) ngắt kết nối ắc quy khỏi tải hoặc bộ sạc khi có ít nhất một trong các thông số vận hành vượt quá phạm vi cho phép.
5. Cân bằng. Cân bằng là phương pháp phân phối điện tích đồng đều giữa tất cả các cell của pin, từ đó tối đa hóa tuổi thọ của pin.
BMS ngăn chặn tình trạng sạc quá mức, sạc quá mức và xả không đều của từng pin riêng lẻ:
Bằng cách “xáo trộn” năng lượng từ tế bào tích điện nhiều nhất sang tế bào tích điện ít hơn (cân bằng chủ động);
Bằng cách giảm dòng điện đến một ô được sạc gần đầy đến mức đủ thấp trong khi các ô pin được sạc ít hơn tiếp tục nhận được dòng sạc bình thường (nguyên tắc bỏ qua),
Cung cấp quy trình sạc mô-đun;
Bằng cách điều chỉnh dòng điện đầu ra của pin được kết nối với thiết bị điện.
Để bảo vệ bo mạch BMS khỏi tác động tiêu cực của độ ẩm và bụi, nó được phủ một lớp keo epoxy đặc biệt.
Pin không phải lúc nào cũng chỉ có một hệ thống điều khiển và cân bằng. Đôi khi, thay vì một bảng BMS được kết nối qua dây đầu ra với pin và bộ điều khiển, một số bảng điện tử điều khiển được kết nối với nhau được sử dụng, mỗi bảng điều khiển một số ô nhất định và cung cấp dữ liệu đầu ra cho một bộ điều khiển duy nhất.
Từ quan điểm thực tế, BMS có thể thực hiện được nhiều việc hơn là chỉ quản lý pin. Đôi khi hệ thống điện tử này có thể tham gia giám sát các thông số chế độ vận hành của xe điện và thực hiện các hành động thích hợp để kiểm soát năng lượng điện của xe. Nếu ắc quy tham gia vào hệ thống thu hồi năng lượng khi phanh xe điện thì BMS cũng có thể điều chỉnh quá trình sạc ắc quy trong quá trình giảm tốc và xuống dốc.
