A review of fractional-order techniques applied to lithium-ion batteries, lead-acid batteries, and supercapacitors

سیستم های ذخیره انرژی الکتروشیمیایی در برنامه های متنوع مانند حمل و نقل الکتریکی و ادغام انرژی های تجدید پذیر با شبکه برق نقش مهمی ایفا می کنند. برای تسهیل مدیریت مبتنی بر مدل برای استخراج پتانسیل کامل سیستم، مدل های مناسب ریاضی ضروری هستند. با توجه به درجه فوق العاده آزادی که توسط مشتقات تمایز ایجاد می شود، مدل های خرده فروشی ممکن است بتوانند رفتارهای پویا سیستم های الکتروشیمیایی را بهتر توصیف کنند. این مقاله یک نظریه انتقادی از تکنیک های قطعی برای مدیریت باتری های لیتیوم یون، باتری های سرب-اسید و ابررایانه ها ارائه می دهد. با استفاده از مفاهیم اساسی و ابزارهای فنی از محاسبه تقسیم مرتبه، اصول مدل سازی برای این سیستم های انرژی با شناسایی فرآیندهای پراکنده و استفاده از طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی ارائه شده است. مدل های باتری / سوپر کانکتور موجود به طور جامع مورد بررسی قرار می گیرند و مزایای انواع فراکسیون مورد بحث قرار می گیرد. دو مطالعه موردی، دقت و کارایی محاسباتی مدل های خرده فروشی را نشان می دهد. این مدل ها دقت بالاتر 15-30٪ نسبت به عددهای صحیح آنها را دارند، اما پیچیدگی معقول دارند. به همین ترتیب، مدل های خرده فروشی ممکن است نامزد خوبی برای توسعه سیستم های مدیریت پیشرفته باتری / سوپر کانکتور است. در نهایت، چالش های فنی اصلی مدل سازی سیستم ذخیره انرژی الکتریکی، تخمین وضعیت و کنترل در دامنه تقسیم بندی سفارش، و همچنین مسیرهای تحقیق آینده، برجسته است.