Power capability prediction for lithium-ion batteries using economic nonlinear model predictive control

چالش های فنی مواجهه با تعیین توان موجود در باتری از پویایی های غیر خطی پیچیده، محدودیت های ورودی و خروجی و حالت های داخلی غیر قابل دسترسی است. راه حل های موجود اغلب با پیش بینی های حلقه باز با استفاده از مدل های ساده باتری یا الگوریتم های کنترل خطی به کار می رود. برای حل این چالش ها به طور همزمان، این مقاله یک مدل پیش بینی کننده غیر خطی اقتصادی را برای پیش بینی وضعیت قدرت باتری آماده می کند. این الگوریتم بر اساس یک مدل با وضوح بالا ساخته شده است که ضبط یکنواخت الکتریکی و حرارتی غیر مرتبط با یک باتری لیتیوم یون را می دهد. سپس محدودیت هایی که بر جریان، ولتاژ، درجه حرارت و هزینه برق اعمال می شود، به طور سیستماتیک مورد توجه قرار می گیرند. نتایج قابل ملاحظه ای از چند آزمون مختلف در طیف گسترده ای از شرایط نشان می دهد که رویکرد پیشنهاد شده قادر به دقت پیش بینی توان توان با خطا کمتر از 0.2٪ در حالی که حفاظت از باتری از واکنش های نامطلوب. علاوه بر این، اثرات محدودیت های دما، افق پیش بینی و دقت مدل، کمی سنجیده می شود. الگوریتم پیش بینی قدرت پیشنهادی به طور کلی و پس از آن می تواند به همان اندازه برای باتری های مختلف لیتیوم یون و شیمیایی سلولی که در آن مدل های ریاضی مناسب وجود دارد، قابل استفاده باشد.