ലിഥിയം ബാറ്ററി എസ്‌ഒസി അളക്കൽ രീതികളുടെ സമഗ്രമായ വിശകലനം: ആമ്പിയർ-അവർ സംയോജനത്തിനും കൂലോംബ് കൗണ്ടിംഗിനും അപ്പുറം

ആമുഖം: എസ്‌ഒസി അളവ് - ലിഥിയം ബാറ്ററി മാനേജ്‌മെന്റിന്റെ പ്രധാന നിർദ്ദേശം

ശേഷിക്കുന്ന ശേഷിയുടെ പ്രധാന അളവ് സൂചകമായി സ്റ്റേറ്റ് ഓഫ് ചാർജ് (SOC), ലിഥിയം ബാറ്ററികൾ, ബാറ്ററി മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ (BMS) സുരക്ഷാ നിയന്ത്രണ കൃത്യത, ശ്രേണി പ്രവചന വിശ്വാസ്യത, സൈക്കിൾ ലൈഫ് എന്നിവ നേരിട്ട് നിർണ്ണയിക്കുന്നു. വോൾട്ടേജ്, കറന്റ്, താപനില തുടങ്ങിയ അളക്കാവുന്ന പാരാമീറ്ററുകൾ വഴി ബാറ്ററിക്കുള്ളിലെ ശേഷിക്കുന്ന ചാർജിന്റെ ലഭ്യമായ അവസ്ഥ അനുമാനിക്കുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ സാരാംശം. എന്നിരുന്നാലും, ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ ശക്തമായ നോൺ-ലീനിയർ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ സവിശേഷതകൾ, വാർദ്ധക്യ ശോഷണം, താപനില ഇടപെടൽ, മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ എന്നിവ കാരണം ഈ പ്രക്രിയ ഒരു വ്യാവസായിക സാങ്കേതിക വെല്ലുവിളിയായി മാറിയിരിക്കുന്നു.

എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, ആമ്പിയർ-അവർ ഇന്റഗ്രേഷൻ രീതിയും കൂലോംബ് കൗണ്ടിംഗ് രീതിയും അവയുടെ ലളിതമായ തത്വങ്ങളും നടപ്പിലാക്കലിന്റെ എളുപ്പവും കാരണം ചെറുകിട, ഇടത്തരം നിർമ്മാതാക്കളുടെ ബിഎംഎസിനുള്ള മുഖ്യധാരാ തിരഞ്ഞെടുപ്പുകളായി മാറിയിരിക്കുന്നു. JK, PACEEX, DL തുടങ്ങിയ ബ്രാൻഡുകളുടെ BMS ബോർഡുകളെല്ലാം ആമ്പിയർ-അവർ ഇന്റഗ്രേഷൻ രീതി സ്വീകരിക്കുന്നുവെന്ന് ഗവേഷണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു, അതേസമയം JBD കൂലോംബ് കൗണ്ടിംഗ് രീതിയാണ് ഇഷ്ടപ്പെടുന്നത്. എന്നാൽ ഈ രണ്ട് രീതികളും SOC അളവെടുപ്പിന്റെ മുഴുവൻ കഥയല്ല, അവയുടെ അന്തർലീനമായ പരിമിതികൾ കൂടുതൽ കൃത്യവും ശക്തവുമായ അളവെടുപ്പ് സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ തുടർച്ചയായ വികസനത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഈ ലേഖനം മുഖ്യധാരാ SOC അളക്കൽ രീതികളെ ക്രമാനുഗതമായി തരംതിരിക്കും, ആമ്പിയർ-അവർ ഇന്റഗ്രേഷൻ രീതിയും കൂലോംബ് കൗണ്ടിംഗ് രീതിയും ഒഴികെയുള്ള പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യകൾ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കും, കൂടാതെ ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങളും നിർമ്മാതാക്കളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് യുക്തിയും സംയോജിപ്പിച്ച് SOC അളക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ ഒരു പൂർണ്ണമായ വൈജ്ഞാനിക സംവിധാനം നിർമ്മിക്കും.

അടിസ്ഥാന അടിത്തറ: രണ്ട് മുഖ്യധാരാ പ്രായോഗിക അളവെടുപ്പ് രീതികൾ (നിലവിലെ അവസ്ഥയും പരിമിതികളും)

മറ്റ് അളവെടുപ്പ് രീതികളിലേക്ക് കടക്കുന്നതിനുമുമ്പ്, ആമ്പിയർ-അവർ ഇന്റഗ്രേഷൻ രീതിയുടെയും കൂലോംബ് കൗണ്ടിംഗ് രീതിയുടെയും പ്രധാന സവിശേഷതകൾ, പ്രയോഗ നില, അന്തർലീനമായ വൈകല്യങ്ങൾ എന്നിവ വ്യക്തമാക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ് - ഇത് വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് മാത്രമല്ല, തുടർന്നുള്ള സാങ്കേതിക കണ്ടുപിടുത്തങ്ങൾക്കുള്ള ആരംഭ പോയിന്റുമാണ്.

ആമ്പിയർ-അവർ സംയോജന രീതി: എഞ്ചിനീയറിംഗ് പൊരുത്തപ്പെടുത്തലിന് മുൻഗണന നൽകുന്ന ഒരു അടിസ്ഥാന പരിഹാരം

ചാർജ് സംരക്ഷണ നിയമത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് കോർ തത്വം. കാലക്രമേണ ചാർജ്-ഡിസ്ചാർജ് കറന്റ് സംയോജിപ്പിച്ച് ബാറ്ററി ശേഷിയിലെ മാറ്റം ഇത് കണക്കാക്കുന്നു. കോർ ഫോർമുല ഇതാണ്: SOC(t) = SOC(0) – (1/Cₙ) × ∫₀ᵗ I(τ)dτ (ഇവിടെ SOC(0) ചാർജിന്റെ പ്രാരംഭ അവസ്ഥയാണ്, Cₙ ആണ് റേറ്റുചെയ്ത ശേഷി, I(τ) ആണ് ചാർജ്-ഡിസ്ചാർജ് കറന്റ്).

ആപ്ലിക്കേഷൻ സ്റ്റാറ്റസിന്റെ കാര്യത്തിൽ, JK, PACEEX, DL തുടങ്ങിയ ബ്രാൻഡുകൾ ഈ രീതി തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് പ്രധാനമായും അതിന്റെ കുറഞ്ഞ കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ സങ്കീർണ്ണത, കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ എംബഡഡ് BMS മൊഡ്യൂളുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടാൻ കഴിയുന്ന ഹാർഡ്‌വെയർ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പവറിനുള്ള കുറഞ്ഞ ആവശ്യകത, പരമ്പരാഗത സാഹചര്യങ്ങളിൽ തത്സമയ നിരീക്ഷണ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയുന്ന വേഗത്തിലുള്ള പ്രതികരണ വേഗത എന്നിവ കൊണ്ടാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ രീതിക്ക് വ്യക്തമായ പരിമിതികളുണ്ട്: പ്രാരംഭ SOC പിശക് തുടർച്ചയായി അടിഞ്ഞുകൂടും, ഇത് ദീർഘകാല ഉപയോഗത്തിന് ശേഷം കാര്യമായ വ്യതിയാനങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കും; നിലവിലെ സെൻസറുകളുടെ കൃത്യതയും ബാറ്ററി ശേഷി ശോഷണവും ഇതിനെ വളരെയധികം ബാധിക്കുന്നു, കൃത്യത നിലനിർത്താൻ പതിവ് കാലിബ്രേഷൻ ആവശ്യമാണ്.

കൂലോംബ് കൗണ്ടിംഗ് രീതി: ചലനാത്മകമായ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങൾക്കായി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത ഒരു തിരഞ്ഞെടുപ്പ്.

ആമ്പിയർ-അവർ ഇന്റഗ്രേഷൻ രീതിയുടെ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത ഡെറിവേറ്റീവ് എന്ന നിലയിൽ, കൂലോംബ് കൗണ്ടിംഗ് രീതിയും കറന്റ് ഇന്റഗ്രേഷന്റെ തത്വത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, എന്നാൽ ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫറിന്റെ കൃത്യമായ അളവെടുപ്പിന് ഇത് കൂടുതൽ പ്രാധാന്യം നൽകുന്നു. കൂലോംബ് കാര്യക്ഷമതാ ഗുണകം അവതരിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ഡൈനാമിക് ജോലി സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഇത് അളക്കൽ കൃത്യത ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നു. നല്ല ഡൈനാമിക് പ്രകടനമാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാന നേട്ടം, ഇത് പതിവായി കറന്റ് മാറുന്ന സാഹചര്യങ്ങൾക്ക് (പോർട്ടബിൾ ഉപകരണങ്ങൾ, ലൈറ്റ് ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ പോലുള്ളവ) അനുയോജ്യമാണ്. കൃത്യമായ പ്രാരംഭ കാലിബ്രേഷന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, സഞ്ചിത അളവെടുപ്പ് കൃത്യത താരതമ്യേന ഉയർന്നതാണ്.

ജെബിഡി ഈ രീതി തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ കാരണം, അതിന്റെ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഡൈനാമിക് ലോഡ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുകയും പവർ അളക്കലിന്റെ തത്സമയ, തുടർച്ചയ്ക്ക് ഉയർന്ന ആവശ്യകതകൾ ഉള്ളതുമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ രീതിക്ക് ഇപ്പോഴും പ്രധാന പരിമിതികൾ ഒഴിവാക്കാൻ കഴിയില്ല: കറന്റ് അളക്കലിലും സിസ്റ്റം ശബ്ദത്തിലുമുള്ള ചെറിയ വ്യതിയാനങ്ങൾ ക്രമേണ പിശകുകൾ ശേഖരിക്കും; ഇത് കൃത്യമായ പ്രാരംഭ എസ്ഒസി മൂല്യങ്ങളെയും പതിവ് ചാർജ്-ഡിസ്ചാർജ് സൈക്കിൾ കാലിബ്രേഷനെയും ആശ്രയിക്കുന്നു, കൂടാതെ ബാറ്ററി വാർദ്ധക്യം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ശേഷി കുറയുന്നതിനെ സ്വതന്ത്രമായി നേരിടാൻ കഴിയില്ല.

കോർ എക്സ്റ്റൻഷൻ: അടിസ്ഥാന രീതികൾക്കപ്പുറം മുഖ്യധാരാ SOC മെഷർമെന്റ് ടെക്നോളജീസ്

ആമ്പിയർ-അവർ ഇന്റഗ്രേഷൻ രീതിയുടെയും കൂലോംബ് കൗണ്ടിംഗ് രീതിയുടെയും അന്തർലീനമായ വൈകല്യങ്ങൾക്ക് മറുപടിയായി, വ്യവസായം കൂടുതൽ കൃത്യവും വിരുദ്ധവുമായ ഇടപെടലുകൾ അളക്കൽ രീതികൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ഈ രീതികൾ ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള സാഹചര്യങ്ങളിൽ സ്വതന്ത്രമായി പ്രയോഗിക്കുകയോ ഹൈബ്രിഡ് ആർക്കിടെക്ചറുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള അടിസ്ഥാന രീതികളുമായി സംയോജിപ്പിക്കുകയോ ചെയ്യുന്നു, ഇത് മിഡ്-ടു-ഹൈ-എൻഡ് ബിഎംഎസിനുള്ള പ്രധാന സാങ്കേതിക പരിഹാരങ്ങളായി മാറുന്നു.

ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജ് രീതി (OCV രീതി): സ്റ്റാറ്റിക് കാലിബ്രേഷനുള്ള "ബെഞ്ച്മാർക്ക് റൂളർ"

ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെയും SOCയുടെയും ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജ് (സ്റ്റാറ്റിക് അവസ്ഥയിലുള്ള രണ്ട് ധ്രുവങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള വോൾട്ടേജ്) തമ്മിലുള്ള ശക്തമായ അനുബന്ധ ബന്ധം ഉപയോഗിക്കുക, മുൻകൂട്ടി കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്ത OCV-SOC വക്രത്തിലൂടെ SOC മൂല്യം അനുമാനിക്കുക എന്നതാണ് കാതലായ തത്വം. എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ, ആറാം-ഓർഡർ പോളിനോമിയൽ ഫിറ്റിംഗ് കർവ് പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്, ഫിറ്റിംഗ് പിശക് 0.027V-നുള്ളിൽ നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും, സ്റ്റാറ്റിക് എസ്റ്റിമേഷൻ കൃത്യത വളരെ ഉയർന്നതാണ്, ശരാശരി പിശക് 0.5%-ൽ താഴെയാകാം.

ആമ്പിയർ-അവർ ഇന്റഗ്രേഷൻ രീതി/കൂലോംബ് കൗണ്ടിംഗ് രീതിയുടെ ക്യുമുലേറ്റീവ് പിശക് പരിഹരിക്കുന്നതിന്, ചാർജിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ദീർഘകാല പാർക്കിംഗിന് ശേഷമുള്ള SOC കാലിബ്രേഷൻ ലിങ്ക് ആണ് പ്രധാനമായും ബാധകമായ സാഹചര്യം - മിക്ക ഓട്ടോമൊബൈൽ നിർമ്മാതാക്കളുടെയും BMS, വാഹനം 1 മണിക്കൂറിൽ കൂടുതൽ നിശ്ചലമായിരിക്കുമ്പോൾ പ്രാരംഭ SOC മൂല്യം കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നതിന് OCV രീതി സ്വയമേവ ആരംഭിക്കും. എന്നിരുന്നാലും, ഡൈനാമിക് ഡ്രൈവിംഗ്, ലോഡ് ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ പോലുള്ള തത്സമയ ജോലി സാഹചര്യങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടാൻ കഴിയാത്ത പോളറൈസേഷൻ ഇഫക്റ്റ് ഇല്ലാതാക്കാൻ ബാറ്ററി ദീർഘനേരം നിശ്ചലമായിരിക്കേണ്ടതുണ്ട് എന്നതാണ് ഇതിന്റെ മാരകമായ പരിമിതി. അതിനാൽ, ഇത് ഒരു സ്വതന്ത്ര പ്രധാന അളവെടുപ്പ് രീതിയായി വളരെ അപൂർവമായി മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ, കൂടാതെ അടിസ്ഥാന രീതികളുടെ ഒരു അനുബന്ധ മാർഗമായും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

കൽമാൻ ഫിൽട്ടർ സീരീസ് അൽഗോരിതങ്ങൾ: ഡൈനാമിക് സിനാരിയോകൾക്കായുള്ള "കൃത്യത തിരുത്തൽ"

മുഖ്യധാരാ മോഡൽ അധിഷ്ഠിത രീതി എന്ന നിലയിൽ, കൽമാൻ ഫിൽട്ടർ സീരീസ് അൽഗോരിതങ്ങൾ SOC എസ്റ്റിമേഷൻ പിശകുകൾ ചലനാത്മകമായി ശരിയാക്കുന്നു, അവ നിർമ്മിക്കുന്നതിലൂടെ ബാറ്ററി തത്തുല്യ സർക്യൂട്ട് മോഡലുകളും "പ്രവചനം-അപ്ഡേറ്റ്" ആവർത്തന സംവിധാനം സംയോജിപ്പിക്കുന്നതും, രേഖീയമല്ലാത്തതും ശക്തമായതുമായ ഇടപെടൽ തത്സമയ ജോലി സാഹചര്യങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതും, മിഡ്-ടു-ഹൈ-എൻഡ് ഓട്ടോമോട്ടീവ് ബിഎംഎസ് വിപണിയുടെ 80% ത്തിലധികം കൈവശപ്പെടുത്തുന്നതും. അതിന്റെ പ്രധാന ഡെറിവേറ്റീവ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

• എക്സ്റ്റെൻഡഡ് കൽമാൻ ഫിൽറ്റർ (EKF): പരമ്പരാഗത ഡൈനാമിക് പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമായ, കുറഞ്ഞ ഇംപ്ലിമെന്റേഷൻ ചെലവും ശക്തമായ റിയൽ-ടൈം പ്രകടനവും ഉപയോഗിച്ച് നോൺ-ലീനിയർ ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തെ ലീനിയറൈസ് ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ലീനിയറൈസേഷൻ ഏകദേശീകരണം അന്തർലീനമായ പിശകുകൾ അവതരിപ്പിക്കും, കൂടാതെ ശക്തമായ ഡൈനാമിക് സാഹചര്യങ്ങളിൽ കൃത്യത കുറയും;
• അൺസെന്റഡ് കൽമാൻ ഫിൽറ്റർ (യുകെഎഫ്): ലീനിയറൈസേഷന്റെ ആവശ്യമില്ലാതെ തന്നെ, ഗൗസിയൻ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷനെ ഏകദേശമാക്കുന്നതിന് സാമ്പിൾ പോയിന്റുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് അൺസെന്റഡ് ട്രാൻസ്ഫോർമേഷൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഉയർന്ന ഓർഡർ മൊമെന്റ് വിവരങ്ങൾ പിടിച്ചെടുക്കാനും കഴിയും. NEDC പോലുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളിൽ കൃത്യത EKF നേക്കാൾ 30% കൂടുതലാണ്;
• സ്ക്വയർ റൂട്ട് ക്യൂബേച്ചർ കൽമാൻ ഫിൽറ്റർ (SRCKF): ചോളസ്‌കി ഡീകോമ്പോസിഷൻ വഴി മാട്രിക്സ് പോസിറ്റീവ് സെമി-ഡിഫെനിറ്റ് പ്രശ്‌നം ഒഴിവാക്കുന്നു, കൂടാതെ അതിന്റെ സ്ഥിരത പരമ്പരാഗത കൽമാൻ ഫിൽട്ടറിനേക്കാൾ മികച്ചതാണ്, ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യത ആവശ്യകതകളുള്ള വ്യാവസായിക, ഓട്ടോമോട്ടീവ് സാഹചര്യങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.

ആപ്ലിക്കേഷൻ കേസുകളുടെ കാര്യത്തിൽ, ടെസ്‌ല, ബിവൈഡി പോലുള്ള വാഹന നിർമ്മാതാക്കളെല്ലാം "ആമ്പിയർ-അവർ ഇന്റഗ്രേഷൻ + ഇകെഎഫ്/യുകെഎഫ്" എന്ന ഹൈബ്രിഡ് ആർക്കിടെക്ചർ സ്വീകരിക്കുന്നു, ഇത് ഒസിവി കാലിബ്രേഷനുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് ചലനാത്മകമായ ജോലി സാഹചര്യങ്ങളിൽ ±3% അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ കുറവ് കൃത്യത കൈവരിക്കുന്നു.

ഇം‌പെഡൻസ് രീതി: ആരോഗ്യസ്ഥിതി സംയോജിപ്പിക്കുന്ന ഒരു "സഹകരണ അളക്കൽ പരിഹാരം"

ബാറ്ററി ഇന്റേണൽ റെസിസ്റ്റൻസ് അല്ലെങ്കിൽ ഇം‌പെഡൻസ് സ്പെക്ട്രം അളക്കുക, ആന്തരിക റെസിസ്റ്റൻസും SOC, SOH എന്നിവ തമ്മിലുള്ള പരസ്പരബന്ധം ഉപയോഗിച്ച് SOC യുടെയും സ്റ്റേറ്റ് ഓഫ് ഹെൽത്തിന്റെയും (SOH) സഹകരണപരമായ എസ്റ്റിമേഷൻ മനസ്സിലാക്കുക എന്നതാണ് കാതലായ തത്വം. SOC മാറ്റങ്ങളോടൊപ്പം ബാറ്ററി ഇന്റേണൽ റെസിസ്റ്റൻസും പതിവായി ചാഞ്ചാടുന്നു (ഉദാഹരണത്തിന്, താഴ്ന്ന SOC, ഉയർന്ന SOC ഘട്ടങ്ങളിൽ ആന്തരിക പ്രതിരോധം വലുതാണ്, മധ്യനിരയിൽ താരതമ്യേന സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്), ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ഇം‌പെഡൻസ് അളക്കലിലൂടെ SOC മൂല്യം അനുമാനിക്കാൻ കഴിയും.

ബാറ്ററി വാർദ്ധക്യാവസ്ഥയെ സിൻക്രണസ് ആയി പ്രതിഫലിപ്പിക്കാനും, SOC അളക്കലിനായി ഒരു ഡൈനാമിക് ശേഷി ബെഞ്ച്മാർക്ക് നൽകാനും, വാർദ്ധക്യം മൂലമുണ്ടാകുന്ന പിശകുകൾ കുറയ്ക്കാനും ഇതിന് കഴിയും എന്നതാണ് ഈ രീതിയുടെ പ്രയോജനം; എന്നാൽ പരിമിതി എന്തെന്നാൽ, തത്സമയ അളവ് സങ്കീർണ്ണമാണ്, താപനിലയും ചാർജ്-ഡിസ്ചാർജ് നിരക്കും വളരെയധികം ബാധിക്കുന്നു, ഹാർഡ്‌വെയർ നടപ്പിലാക്കൽ ചെലവ് കൂടുതലാണ്. നിലവിൽ, ഇത് കൂടുതലും കൽമാൻ ഫിൽട്ടർ രീതിയുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരു സഹായ അളവെടുപ്പ് രീതിയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഡീപ് ലേണിംഗ് ഡാറ്റാധിഷ്ഠിത അൽഗോരിതം: മുൻനിര മുന്നേറ്റങ്ങൾക്കുള്ള ഒരു "ബുദ്ധിപരമായ പരിഹാരം".

വലിയ ബാറ്ററി പ്രവർത്തന ഡാറ്റയെ (വോൾട്ടേജ്, കറന്റ്, താപനില, സൈക്കിൾ സമയം മുതലായവ) അടിസ്ഥാനമാക്കി, ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് മോഡലുകൾ വഴി SOC യും ഒന്നിലധികം പാരാമീറ്ററുകളും തമ്മിലുള്ള നോൺ-ലീനിയർ മാപ്പിംഗ് ബന്ധം ഇത് പഠിക്കുന്നു, ലോംഗ് ഷോർട്ട്-ടേം മെമ്മറി (LSTM) അൽഗോരിതം ഒരു സാധാരണ പ്രതിനിധിയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. കൃത്യമായ ബാറ്ററി ഫിസിക്കൽ മോഡലിനെ ആശ്രയിക്കാതെ, ബാറ്ററി വാർദ്ധക്യം, താപനിലയിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ തുടങ്ങിയ സങ്കീർണ്ണമായ ഘടകങ്ങളുമായി യാന്ത്രികമായി പൊരുത്തപ്പെടാൻ കഴിയുന്ന ശക്തമായ പൊരുത്തപ്പെടുത്തലാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാന നേട്ടം.

നിലവിൽ, ഈ രീതി ലബോറട്ടറി പരിശോധനയിൽ നിന്ന് എഞ്ചിനീയറിംഗ് പരിവർത്തനത്തിലേക്കുള്ള ഘട്ടത്തിലാണ്, രണ്ട് പ്രധാന തടസ്സങ്ങളുണ്ട്: ഒന്നാമതായി, ഇത് കൂറ്റൻ ലേബൽ ചെയ്ത സാമ്പിളുകളെ ആശ്രയിക്കുന്നു (-20℃ മുതൽ 60℃ വരെയുള്ള മുഴുവൻ താപനില പരിധിയും 0.2C-3C എന്ന മൾട്ടി-റേറ്റ് സാഹചര്യങ്ങളും ഉൾക്കൊള്ളേണ്ടതുണ്ട്); രണ്ടാമതായി, ഇതിന് ഭൗതിക വ്യാഖ്യാനക്ഷമതയില്ല, ഇത് സുരക്ഷാ പരിശോധന ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു. കൽമാൻ ഫിൽട്ടറിന്റെ മോഡൽ പിശക് തിരുത്താൻ LSTM ഉപയോഗിക്കുന്നത് പോലുള്ള "മോഡൽ + ഡാറ്റാധിഷ്ഠിത" ഹൈബ്രിഡ് ആർക്കിടെക്ചറാണ് നിലവിലെ മുഖ്യധാരാ ഗവേഷണ ദിശ. കൃത്യതയും വിശ്വാസ്യതയും കണക്കിലെടുത്ത്, കൽമാൻ ഫിൽട്ടറിന്റെ മോഡൽ പിശക് തിരുത്താൻ LSTM ഉപയോഗിക്കുന്നത് പോലുള്ളവ.

ഫ്രാക്ഷണൽ-ഓർഡർ മോഡൽ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ അൽഗോരിതം: വിശദമായ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുള്ള ഒരു "പ്രിസിഷൻ അപ്‌ഗ്രേഡ് സൊല്യൂഷൻ"

പരമ്പരാഗത ഇന്റിജർ-ഓർഡർ ആർ‌സി മോഡലിന്റെ പരിമിതികൾ ലംഘിച്ച്, ബാറ്ററിയുടെ മെമ്മറി ഇഫക്റ്റിനെയും ഹിസ്റ്റെറിസിസ് സവിശേഷതകളെയും കൂടുതൽ കൃത്യമായി ചിത്രീകരിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു തുല്യ സർക്യൂട്ട് മോഡൽ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ഫ്രാക്ഷണൽ-ഓർഡർ കപ്പാസിറ്റീവ് എലമെന്റുകൾ (സി‌പി‌ഇ) ഇത് അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ഫിൽട്ടർ ഗെയിൻ ഡൈനാമിക് ആയി ക്രമീകരിക്കുന്നതിന് മൾട്ടി-ഇന്നൊവേഷൻ അഡാപ്റ്റീവ് സാങ്കേതികവിദ്യയുമായി സംയോജിപ്പിച്ച്, ഇത് നോൺ-ഗോഷ്യൻ നോയ്‌സ് പരിതസ്ഥിതികളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. യു‌ഡി‌ഡി‌എസ് നഗര തിരക്കേറിയ ജോലി സാഹചര്യങ്ങളിൽ, സെക്കൻഡ്-ഓർഡർ ആർ‌സി മോഡലുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വോൾട്ടേജ് ഫിറ്റിംഗ് പിശക് 40% കുറയുന്നു, ഇത് എസ്‌ഒ‌സി അളക്കലിന് കൂടുതൽ വിശ്വസനീയമായ മോഡൽ അടിസ്ഥാനം നൽകുന്നു.

ഈ രീതിയുടെ പ്രധാന വെല്ലുവിളി ഫ്രാക്ഷണൽ-ഓർഡർ ഡെറിവേറ്റീവുകളുടെ ഉയർന്ന കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ സങ്കീർണ്ണതയാണ്, ഇത് ഓട്ടോമോട്ടീവ്-ഗ്രേഡ് മൈക്രോകൺട്രോളറുകളുടെ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പവർ ആവശ്യകതകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടേണ്ടതുണ്ട്. ഇത് ഇതുവരെ വൻതോതിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുകയും പ്രയോഗിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തിട്ടില്ല, പക്ഷേ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ബിഎംഎസ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് മുമ്പുള്ള ഗവേഷണത്തിന് ഇത് ഒരു പ്രധാന ദിശയായി മാറിയിരിക്കുന്നു.

വ്യത്യസ്ത SOC അളക്കൽ രീതികൾക്ക് കൃത്യത, സങ്കീർണ്ണത, ചെലവ്, ബാധകമായ സാഹചര്യങ്ങൾ എന്നിവയിൽ കാര്യമായ വ്യത്യാസങ്ങളുണ്ട്. നിർമ്മാതാക്കളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് അടിസ്ഥാനപരമായി "ഡിമാൻഡ്-കോസ്റ്റ്-കൃത്യത"യുടെ ഒരു സന്തുലിതാവസ്ഥയാണ്. JK, PACEEX, DL, JBD, മുഖ്യധാരാ വ്യാവസായിക രീതികൾ തുടങ്ങിയ മുൻപറഞ്ഞ നിർമ്മാതാവിന്റെ കേസുകളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച്, ഇനിപ്പറയുന്ന കോർ ലോജിക്ക് സംഗ്രഹിക്കാം:

അളക്കുന്ന രീതി	പ്രധാന നേട്ടങ്ങൾ	പ്രധാന പരിമിതികൾ	സാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷൻ നിർമ്മാതാക്കൾ/സാഹചര്യങ്ങൾ
ആമ്പിയർ-അവർ സംയോജന രീതി	കുറഞ്ഞ ചെലവ്, ലളിതമായ നടപ്പാക്കൽ, വേഗത്തിലുള്ള പ്രതികരണം	കാലിബ്രേഷനെ ആശ്രയിച്ച് പിശകുകളുടെ ശേഖരണം	ജെകെ, പസീക്സ്, ഡിഎൽ (മിഡ്-ടു-ലോ-എൻഡ് ബിഎംഎസ് ബോർഡുകൾ)
കൂലോംബ് എണ്ണൽ രീതി	നല്ല ഡൈനാമിക് പ്രകടനം, കൃത്യമായ സഞ്ചിത അളവ്	പ്രാരംഭ മൂല്യത്തെ ആശ്രയിച്ച്, പതിവ് കാലിബ്രേഷൻ ആവശ്യമാണ്	ജെബിഡി (ഡൈനാമിക് ലോഡ് സാഹചര്യങ്ങൾക്കുള്ള ബിഎംഎസ്)
ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജ് രീതി	വളരെ ഉയർന്ന സ്റ്റാറ്റിക് കൃത്യത	ദീർഘകാല സ്റ്റാറ്റിക് അവസ്ഥ ആവശ്യമാണ്, ചലനാത്മകമായി പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയില്ല.	എല്ലാ നിർമ്മാതാക്കളും (SOC കാലിബ്രേഷൻ ലിങ്ക്)
കൽമാൻ ഫിൽട്ടർ സീരീസ്	ഉയർന്ന ചലനാത്മക കൃത്യത, ശക്തമായ ആന്റി-ഇടപെടൽ	ഉയർന്ന സങ്കീർണ്ണത, മോഡൽ കാലിബ്രേഷൻ ആവശ്യമാണ്	ടെസ്‌ല, BYD (മിഡ്-ടു-ഹൈ-എൻഡ് ഓട്ടോമോട്ടീവ് BMS)
ആഴത്തിലുള്ള പഠന അൽഗോരിതം	ശക്തമായ പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ, സങ്കീർണ്ണമായ ഘടകങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യം	ഡാറ്റയെ ആശ്രയിക്കൽ, പരിശോധന ബുദ്ധിമുട്ട്	ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങൾ + മുൻനിര വാഹന നിർമ്മാതാക്കൾ (ഗവേഷണത്തിനു മുമ്പുള്ള ഘട്ടം)

ഭാവി പ്രവണതകൾ: മൾട്ടി-മെത്തേഡ് ഇന്റഗ്രേഷനും ടെക്നോളജിക്കൽ ഇന്നൊവേഷൻ ദിശകളും

ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ ആഴത്തിലുള്ള പ്രയോഗത്തോടെ പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങൾ, എനർജി സ്റ്റോറേജ് മറ്റ് മേഖലകളിലും, SOC അളക്കൽ കൃത്യതയ്ക്കും വിശ്വാസ്യതയ്ക്കുമുള്ള ആവശ്യകതകൾ വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഒരൊറ്റ രീതിക്ക് ഇനി പൂർണ്ണ സാഹചര്യ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയില്ല. ഭാവിയിലെ പ്രധാന വികസന ദിശകൾ രണ്ട് പ്രധാന സവിശേഷതകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു:

ഒന്നിലധികം രീതികളുടെ ആഴത്തിലുള്ള സംയോജനം മുഖ്യധാരയിലേക്ക് മാറുന്നു

അടിസ്ഥാന രീതികൾ (ആമ്പിയർ-അവർ ഇന്റഗ്രേഷൻ/കൂലോംബ് കൗണ്ടിംഗ്) ഒരു തത്സമയ അളക്കൽ ചട്ടക്കൂട് നൽകുന്നു, കൽമാൻ ഫിൽട്ടർ സീരീസ് അൽഗോരിതങ്ങൾ ചലനാത്മകമായി പിശകുകൾ ശരിയാക്കുന്നു, OCV രീതി പതിവായി ബെഞ്ച്മാർക്കുകൾ കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നു, ശേഷി പാരാമീറ്ററുകൾ ചലനാത്മകമായി ക്രമീകരിക്കുന്നതിന് ഇം‌പെഡൻസ് രീതി SOH-നെ സമന്വയിപ്പിച്ച് നിരീക്ഷിക്കുന്നു - ഈ "മൾട്ടി-ഇന്റഗ്രേഷൻ" ആർക്കിടെക്ചറിന് ±2% നുള്ളിൽ ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള അളവ് നേടാൻ കഴിയും, ഇത് മുൻനിര വാഹന നിർമ്മാതാക്കളുടെ BMS-നുള്ള സ്റ്റാൻഡേർഡ് സാങ്കേതിക റൂട്ടായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ASRCKF-EKF സംയോജിത ആർക്കിടെക്ചറിന് (അഡാപ്റ്റീവ് സ്ക്വയർ റൂട്ട് ക്യൂബേച്ചർ കൽമാൻ ഫിൽറ്റർ + എക്സ്റ്റെൻഡഡ് കൽമാൻ ഫിൽറ്റർ) അതിവേഗ ക്രൂയിസിംഗ്, നഗര തിരക്ക് തുടങ്ങിയ വിവിധ ജോലി സാഹചര്യങ്ങളിൽ 0.12%-0.16% നുള്ളിൽ ശരാശരി പിശക് നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും.

ഡാറ്റാധിഷ്ഠിതവും മോഡൽ-ഡ്രൈവൺ സമീപനങ്ങളുടെയും സഹകരണപരമായ നവീകരണം

വാഹന ടെർമിനലുകളിൽ നിന്നും എനർജി സ്റ്റോറേജ് ടെർമിനലുകളിൽ നിന്നുമുള്ള വമ്പിച്ച പ്രവർത്തന ഡാറ്റയിലൂടെ, ആഴത്തിലുള്ള പഠന മോഡലുകൾ പരിശീലിപ്പിക്കുക, കൽമാൻ ഫിൽട്ടറുകളുടെ മോഡൽ പാരാമീറ്ററുകളും ശബ്ദ അടിച്ചമർത്തൽ തന്ത്രങ്ങളും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുക, അപര്യാപ്തമായ ഭൗതിക വ്യാഖ്യാനത്തിന്റെ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിന് ആഴത്തിലുള്ള പഠനത്തിന് നിയന്ത്രണങ്ങൾ നൽകുന്നതിന് ഭൗതിക മോഡലുകൾ ഉപയോഗിക്കുക. കൂടാതെ, ചിപ്പ് കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പവറിന്റെ മെച്ചപ്പെടുത്തലോടെ, ഫ്രാക്ഷണൽ-ഓർഡർ മോഡലുകൾ, മൾട്ടി-ഫിൽട്ടർ കോമ്പിനേഷൻ പോലുള്ള ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള അൽഗോരിതങ്ങളുടെ എഞ്ചിനീയറിംഗ് പ്രയോഗം ത്വരിതപ്പെടുത്തും, സങ്കീർണ്ണമായ ജോലി സാഹചര്യങ്ങളിൽ അളക്കൽ തടസ്സത്തെ കൂടുതൽ മറികടക്കും.

ലിഥിയം ബാറ്ററി എസ്‌ഒസി അളക്കൽ എന്നത് ഒരൊറ്റ സാങ്കേതിക പാതയല്ല, മറിച്ച് "അടിസ്ഥാനമെന്ന നിലയിൽ അടിസ്ഥാന രീതികൾ, ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുള്ള കൃത്യമായ രീതികൾ, അപ്‌ഗ്രേഡിംഗിനായുള്ള മൾട്ടി-ടെക്നിക്കൽ ഇന്റഗ്രേഷൻ" എന്നിവയുടെ ഒരു സമ്പൂർണ്ണ സംവിധാനമാണ്. എഞ്ചിനീയറിംഗ് പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ കാരണം ആമ്പിയർ-അവർ ഇന്റഗ്രേഷൻ രീതിയും കൂലോംബ് കൗണ്ടിംഗ് രീതിയും ഇപ്പോഴും ചെറുകിട, ഇടത്തരം നിർമ്മാതാക്കളുടെ ബിഎംഎസിനുള്ള മുഖ്യധാരാ തിരഞ്ഞെടുപ്പുകളാണ്, പക്ഷേ പിശക് ശേഖരണം പോലുള്ള വൈകല്യങ്ങളാൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള സാഹചര്യങ്ങളുടെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ അവയ്ക്ക് കഴിയില്ല; ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജ് രീതി, കൽമാൻ ഫിൽട്ടർ സീരീസ് അൽഗോരിതങ്ങൾ, ഇം‌പെഡൻസ് രീതി തുടങ്ങിയ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ അടിസ്ഥാന രീതികളുടെ പോരായ്മകൾ അവയുടെ ഗുണങ്ങളിലൂടെ നികത്തുന്നു, ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള അളവെടുപ്പിനുള്ള പ്രധാന പിന്തുണയായി മാറുന്നു; ഡീപ് ലേണിംഗ്, ഫ്രാക്ഷണൽ-ഓർഡർ മോഡലുകൾ പോലുള്ള അത്യാധുനിക സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ഭാവിയിൽ കൂടുതൽ കൃത്യവും പൊരുത്തപ്പെടുത്താവുന്നതുമായ അളവെടുപ്പ് പരിഹാരങ്ങൾക്കുള്ള സാധ്യതകൾ നൽകുന്നു.

നിർമ്മാതാക്കളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, SOC അളക്കൽ രീതികളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് ഉൽപ്പന്ന സ്ഥാനനിർണ്ണയവും ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങളുമായി അടുത്ത ബന്ധമുള്ളതായിരിക്കണം - മിഡ്-ടു-ലോ-എൻഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് ആമ്പിയർ-അവർ ഇന്റഗ്രേഷൻ രീതി/കൂലോംബ് കൗണ്ടിംഗ് രീതിക്ക് മുൻഗണന നൽകാൻ കഴിയും, ഇത് ചെലവ് നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് OCV കാലിബ്രേഷനുമായി സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു; കൃത്യതയും വിശ്വാസ്യതയും സന്തുലിതമാക്കുന്നതിന് മിഡ്-ടു-ഹൈ-എൻഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ മൾട്ടി-മെത്തേഡ് ഇന്റഗ്രേഷൻ ആർക്കിടെക്ചറുകൾ സ്വീകരിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഭാവിയിൽ, സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ തുടർച്ചയായ ആവർത്തനത്തോടെ, ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ സുരക്ഷിതവും കാര്യക്ഷമവുമായ പ്രയോഗത്തിന് കാതലായ ഗ്യാരണ്ടികൾ നൽകിക്കൊണ്ട്, "ഉയർന്ന കൃത്യത, ശക്തമായ കരുത്ത്, കുറഞ്ഞ ചെലവ്" എന്ന ദിശയിലേക്ക് SOC അളവ് വികസിക്കും.