Por que as baterias dos carros elétricos não mostram com precisão quanto eles ainda têm?

Então, de volta à pergunta original, por que veículos elétricos (e baterias de chumbo) parecem imprecisos? Isso ocorre porque a potência dos veículos elétricos (geralmente chamada de SOC ou estado de carga) é mais difícil de medir do que a potência dos telefones celulares.

Existem várias razões pelas quais os carros elétricos são mais difíceis de estimar do que os telefones celulares. Aqui estão alguns pontos mais profundos:

Métodos de estimativa SOC comumente usados:

Vamos começar com um que conhecemos melhor: GPS. Agora, o posicionamento GPS baseado em telefone celular é preciso na ordem de metros. No que diz respeito aos mísseis, esse posicionamento não é suficiente. Duas coisas estão faltando: precisão e tempo real (ou seja, o número de segundos para localizar com sucesso). Portanto, o míssil tem outro sistema de compensação: o giroscópio.

Os giroscópios são um complemento completo para o posicionamento do satélite GPS – eles são precisos (pelo menos na escala milimétrica) e em tempo real, mas o problema é que os erros são cumulativos. Por exemplo, se você vendar uma pessoa e pedir que ela ande em linha reta, pode não ver dezenas de metros, mas pode andar vários quilômetros e virar 180 graus.

Existe uma maneira de fundir as informações entre o GPS e o giroscópio para complementar um ao outro para obter a posição mais precisa? A resposta é sim, a filtragem de Kalman é boa, é isso.

O que isso tem a ver com a estimativa de SOC da bateria? Existem dois métodos comumente usados ​​para medir SOC:

O primeiro método é o método de tensão de circuito aberto, que mede o estado da bateria com base na tensão de circuito aberto da bateria. Isso é fácil de entender, mas a voltagem da bateria totalmente alta, a energia da bateria fraca, a potência e a voltagem são correspondentes. Este método é semelhante ao posicionamento GPS por satélite, não há erro cumulativo (porque é baseado nas condições), mas a precisão é baixa (devido a vários fatores, a resposta anterior foi agora explicada).

O segundo tipo é chamado de integrador de ampere-hora, que mede o estado da bateria integrando a tensão (fluxo) da bateria. Por exemplo, se você carregar uma bateria de 100 quilowatts e cada vez que medir a corrente e aumentá-la para 50 graus, a energia restante será de 50 graus. Este método pode ser comparado com giroscópios de alta precisão (a precisão da medição instantânea é inferior a 1%, o custo da medição de 0.1% é baixo e comum), mas o erro cumulativo é maior. Além disso, mesmo que o amperímetro seja de boa qualidade e totalmente preciso, o método integral e o método da tensão de circuito aberto são inseparáveis ​​quando o amperímetro é usado. Porque? Porque a própria natureza da bateria mudará.

Academicamente, talvez algumas empresas automotivas avançadas combinem voltagem de circuito aberto e integração de ampere-hora com o algoritmo de filtro de Kalman para obter a estimativa de SOC mais precisa, mas muitas vezes cometem erros porque não entendem como aprofundar a evolução das baterias. natureza.

Os veículos elétricos desenvolvidos por empresas automotivas nacionais geralmente usam o método de tensão de circuito aberto e o método de integração LAMV: o seguinte carro deixa tempo suficiente (por exemplo, o carro só é ligado pela manhã), e o método de tensão de circuito aberto é usado para estimar o início da força, SOC_start disse. Depois que o carro é ligado, o status da bateria torna-se caótico e o método de tensão de circuito aberto não é mais válido. Em seguida, use o método de integração amV baseado em SOC_start para estimar a energia atual da bateria.

Um fator importante que dificulta o SOC de veículos elétricos é a dificuldade de modelagem de baterias de lítio. Ou em outras palavras, o campo de pesquisa que pode tornar a estimativa do SOC de veículos elétricos cada vez mais precisa. A natureza das baterias e dos pacotes de baterias é a direção principal. Melhorar a precisão do instrumento não é a direção da pesquisa atual que é precisa o suficiente e, não importa o quão preciso seja, é inútil.