Πρόβλεψη του υπολειπόμενου ωφέλιμου χρόνου ζωής μπαταριών ιόντων λιθίου βάσει της μεθόδου ομοιότητας του δυναμικού αποφόρτισης
Loading...
Date
2025-07-07
Authors
Πολλάτου, Ζηνοβία
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα εργασία εστιάζει στο πρόβλημα πρόβλεψης του υπολειπόμενου ωφέλιμου χρόνου ζωής μπαταριών ιόντων λιθίου βάσει της μεθόδου Ομοιότητας του Δυναμικού Αποφόρτισης με αποκλειστική χρήση πειραματικών
δεδομένων από πλήρεις κύκλους αποφόρτισης. Συγκεκριμένα, η μελέτη βασίζεται σε πειράματα της NASA τεσσάρων ονομαστικά όμοιων μπαταριών, οι οποίες εκτέλεσαν πολλαπλούς κύκλους λειτουργίας μέχρι η χωρητικότητά τους να
μειωθεί κατά 30% – δηλαδή από 2 Ahr σε 1.4 Ahr – υπό σταθερή τιμή ρεύματος 2 Α, σταθερή θερμοκρασία περιβάλλοντος 24 °C και υπό κοινό όριο τάσης αποφόρτισης 2.7 V. Η μεθοδολογία βασίζεται στην ανάλυση των καμπυλών τάσης και εσωτερικής θερμοκρασίας αποφόρτισης για τη μοντελοποίηση της δυναμικής συμπεριφοράς των μπαταριών υπό διαφορετική κατάσταση γήρανσης. Αρχικά, μέσω της μεθόδου Ομοιότητας του Δυναμικού Αποφόρτισης και της Ευκλείδειας απόστασης, με χρήση ιστορικών δεδομένων τάσης αποφόρτισης από ονομαστικά όμοιες μπαταρίες, πραγματοποιείται πρόβλεψη της υπολειπόμενης ωφέλιμης ζωής και έπειτα η διαδικασία επαναλαμβάνεται εκ νέου, ενσωματώνοντας στη φάση εκπαίδευσης και τα ιστορικά δεδομένα εσωτερικής θερμοκρασίας αποφόρτισης ονομαστικά όμοιων μπαταριών. Στην συνέχεια, αυξάνεται σταδιακά το πλήθος των μπαταριών που συμμετέχουν στην φάση εκπαίδευσης – από μια έως τρεις ονομαστικά όμοιες μπαταρίες - για την ανάλυση της ευαισθησίας της μεθόδου Ομοιότητας του Δυναμικού Αποφόρτισης. Τα αποτελέσματα της εργασίας κατέδειξαν πως η ακρίβεια της εκτίμησης της χωρητικότητας δεν είναι ανάλογη της ακρίβειας προβλέψεων της υπολειπόμενης ωφέλιμης ζωής καθώς το εκτελεσμένο πλήθος κύκλων ζωής δεν είναι παραπλήσιο για όλες τις μπαταρίες. Συγκεκριμένα, η μέγιστη δυνατή ακρίβεια για την πρόβλεψη του RUL δίνεται όταν στη φάση εκπαίδευσης χρησιμοποιούνται τα ιστορικά δεδομένα τάσης αποφόρτισης από μία ονομαστικά όμοια μπαταρία (απόκλιση πραγματικής μέτρησης και πρόβλεψης: 8 κύκλοι λειτουργίας), ενώ η ενσωμάτωση του θερμοκρασιακού προφίλ μιας ονομαστικά όμοιας μπαταρίας οδηγεί σε λανθασμένη πρόβλεψη των κύκλων αναγέννησης (απόκλιση πραγματικής μέτρησης και πρόβλεψης: 10 κύκλοι λειτουργίας).
Description
Keywords
Μπαταρίες ιόντων λιθίου, Πρόβλεψη του υπολειπόμενου ωφέλιμου χρόνου ζωής, Εκτίμηση κατάστασης υγείας, Ομοιότητα του δυναμικού αποφόρτισης, Ευκλείδεια απόσταση