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EV Power Battery System Test Wissen - Teil 2

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EV Power Battery System Test Wissen - Teil 2

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3 Externe Fehlerprobleme

3.1 Analyse von Sensorfehlerproblemen

Das Batteriemanagementsystem muss über Funktionen wie Spannungsausgleich und Überstromschutz verfügen, die hauptsächlich durch zuverlässige Temperatur-, Spannungs- und Stromsensoren erreicht werden. In der Regel werden Sensorausfälle nicht ernst genommen, was sehr ernste Folgen haben kann. Es gibt mehrere Haupttypen von Sensorfehlern in Leistungsbatterien: Spannungssensor-, Stromsensor- und Temperatursensor-Fehler.

Stromsensorfehler können die Genauigkeit der Multi-State-Schätzung verringern, und SOC- und Temperaturmessdaten können zur Echtzeitaktualisierung von Batteriemodellparametern verwendet werden, um eine hochpräzise Vorhersage zu erreichen. Lithium-Ionen-Batterien müssen innerhalb eines sicheren Spannungs- und Temperaturbereichs betrieben werden, da das Überschreiten eines angemessenen Bereichs die Batterieleistung beeinträchtigen und Unfälle verursachen kann. Spannungs- und Temperatursensoren können auch Fehler beim Abgleich und beim Wärmemanagement in Batteriemanagementsystemen verursachen.

3.2 Analyse von Fehlern im Kühlsystem

Der Schritt der Wärmeableitung hängt hauptsächlich von der Struktur der Batterie und der thermischen Leistung des Kühlsystems ab. Der Akkupack wird durch das Ansaugrohr angesaugt, dann durch einen Ventilator gekühlt und schließlich wird die heiße Luft abgeleitet. Das Kühlsystem in der Leistungsbatterie funktioniert nicht richtig, wenn die Außentemperatur der Batterie hoch ist oder viel interne Wärme freigesetzt wird, so dass es für das Batteriesystem schwierig ist, in einem angemessenen Temperaturbereich zu bleiben.

Die interne Wärmeabgabe des Batteriesystems ist höher als die Wärmeableitung. Die einzelne Batterie wird sich allmählich erwärmen und in kurzer Zeit den kritischen Temperaturwert erreichen. Vor diesem Temperaturhintergrund wird die exotherme Reaktion allmählich eine Kettenreaktion auslösen, die zu einem thermischen Durchgehen der Batterie und damit zu Problemen wie Feuer, Gasfreisetzung und Explosion führt. Kommt es zu einem Kurzschluss in der Batterie, steigt der Wert der Wärmeabgabe linear an, und die erzeugte Wärme wächst exponentiell, was zu einer großen Wärmeakkumulation während des Prozesses führt und die Häufigkeit von Unfällen im Batteriesystem ebenfalls erhöht.

Gegenwärtig sind die wichtigsten Kühlmethoden für Batteriepacks Gaskühlung, Flüssigkeitskühlung und Kühlung mit Phasenwechselmaterial, um sicherzustellen, dass sich der Batteriepack im optimalen Temperaturbereich befindet und seine Leistung optimiert wird, was eine wichtige Rolle spielt

3.3 Probleme mit der Batterieverbindung

Diese Art von Fehler wird hauptsächlich durch eine schlechte Verbindung zwischen den Batteriepolen verursacht. Die Verbindung der einzelnen Batterien oder Batteriemodule innerhalb des Batteriepakets muss durch Muttern oder Schweißen hergestellt werden, wodurch sich die Laufzeit des Fahrzeugs verlängert und die Betriebsbedingungen nicht sicher sind.

Die Verbindungsteile sind mit hoher Wahrscheinlichkeit durch Verunreinigungen und Korrosion aufgrund loser Vibrationsflächen beeinträchtigt. Es gibt ein virtuelles Verbindungsproblem zwischen den Batterien, das die Ausgangsleistung der Batterie verringert und dann den Widerstandswert schnell erhöht, wodurch eine große Menge an Joule-Wärme erzeugt wird. Der Temperaturwert zwischen der Batterie und den Anschlüssen steigt an. Wenn diese Art von Fehler nicht rechtzeitig erkannt und behoben wird, beschleunigt dies die Alterung der Leistungsbatterie, führt zu mehr Fehlern und verursacht häufige Sicherheitsunfälle.

4 Maßnahmen zur Fehlerdiagnose

4.1 Interne Fehlerdiagnosemaßnahmen

Wissensbasierte Diagnosemaßnahmen wurden schon früh entwickelt und finden breite Anwendung. Diese Art von Ansatz erfordert nicht die Verwendung komplexer mathematischer Modelle, sondern stützt sich auf wissensbasierte Konzepte und Verarbeitungsmethoden, um Fehler zu erkennen und zu beurteilen. Zu den wichtigsten Arten der wissensbasierten Fehlerdiagnose gehören die Expertensystemmethode, der Fehlerdiagnosebaum usw.

Die Expertensystem-Methode hat eine große Anzahl von Studien und ist weit verbreitet. Der Schlüssel zu dieser Methode ist es, ein System zu entwerfen Wissensbasis und Inferenz-Engine, und beurteilen die Ergebnisse durch eine umfassende und effektive Wissensdatenbank Inferenz. Auf der Grundlage von Fuzzy-Mathematik und Fuzzy-Diagnoseprinzipien wird ein Fuzzy-Expertensystemmodell für Batteriepacks mit Hilfe von Anwendungsregeln für Expertensysteme erstellt.

Auf der Grundlage der häufigen Fehler von Batteriepacks, der Erfahrung von Experten in der Batteriefehlerdiagnose und der Wartungserfahrung von Experten im Batteriebereich wird eine Wissensbasis über Objekte und relationale Datenbanken gebildet und ein umfassendes Fuzzy-Inferenzmodell mit künstlicher Intelligenz als Urteilsinferenzmaschine eingerichtet. Modell-Fehlerdiagnose-Methode: Diese Diagnosemethode verwendet batteriebezogene Modelle, um geschätzte Werte und tatsächlich gemessene Werte zu erhalten. Der Unterschied zwischen den beiden Werten bildet ein Systemresiduum, das zu einem Fehlersignal werden kann. Anhand dieses Signals kann eine weitere Fehleranalyse durchgeführt werden, die theoretische Daten zur Unterstützung der Systemfehlerdiagnose liefert. Das Systemresiduum basiert auf einer idealisierten Basis, die nur Fehlerinformationsdaten enthält. Es gibt viele Arten von Energiebatteriemodellen, wie z. B. elektrochemische Modelle, Schaltungsmodelle usw

4.2 Analyse der Maßnahmen zur externen Fehlerdiagnose

Zunächst werden Maßnahmen zur Wissensdiagnose getroffen. Bei der Diagnose von externen Batteriefehlern werden hauptsächlich die Fehlerbaumanalyse, die Schwellenwertregelmethode und die Fuzzy-Theorie eingesetzt. Die Hauptgründe für den Ausfall von Batteriesensoren sind Alterung durch hohe Temperaturen, mechanische Schwingungen usw. Durch die Nutzung des Gleichstrom-Innenwiderstands der Batterie an der losen Position des Verbindungsbolzens ist die Theorie des Innenwiderstands im Vergleich zu anderen einzelligen Batterien höher. Durch die Anwendung der Druckdifferenz-Schwellenwertregel ist es möglich, schlechte Verbindungsprobleme wie lose Batteriepolbolzen und Oxidation der Verbindungsteile schnell zu erkennen.

Mit Hilfe eines Akkupacks kann 1C Strom für eine kontinuierliche Entladung verwendet werden. Nach einer festgelegten Zeitspanne kann der Wert der Spannungsänderung ermittelt und die Zuverlässigkeit der Batterieverbindung durch Vergleich des Sollwerts mit dem gemessenen Wert diagnostiziert werden. Durch die Verwendung der Fuzzy-Theorie zur Diagnose virtueller Verbindungsfehler und die Verwendung der Fehlersimulation eines Batteriesystems zur Konstruktion von Zugehörigkeitsfunktionen für verschiedene Symptome können die Diagnose-Gewichtungsmatrix und andere Modellparameter optimiert und ein Fehlerdiagnosemodell erstellt werden.

Zweitens gibt es Modellfehlerdiagnosemaßnahmen, die viele Methoden umfassen und hauptsächlich bei der Erkennung und Isolierung von Sensor- und Kühlsystemfehlern eingesetzt werden. Durch die Verwendung der nichtlinearen Paritätsprüfungsgleichung werden Spannungs-, Strom- und Lüfterrestwerte im Ersatzschaltbildmodell erster Ordnung und im thermischen Modell erzeugt. Durch die Verwendung von Restschwellenwerten können Spannungssensor- und Stromsensorfehler identifiziert werden. Diagnose von Fehlerproblemen wie Drehzahlsensoren und Stromsensoren anhand von Beobachterschätzungen und Istwertdifferenzen. Fassen Sie die von verschiedenen Fehlern verursachten Gefahren zusammen und verwenden Sie die Methoden der Strukturanalyse und der sequentiellen Residuenerzeugung, um Fehler zu erkennen und zu trennen. Mit dieser Methode kann die Detektierbarkeit und Trennbarkeit von Sensoren auch unter der Voraussetzung unsicherer Systementwurfsparameter erreicht werden, und es können gezielte Diagnosetestmethoden zur Online-Fehlererkennung entwickelt werden. Durch die Verwendung von Ersatzschaltungsmodellen und thermischen Modellen können die Residuen der Strom-, Spannungs- und Temperaturentwicklung geschätzt und Fehler in Strom- und Temperatursensoren erkannt und isoliert werden.

5 Schlussfolgerung

Gegenwärtig nimmt das Umweltbewusstsein der Menschen ständig zu, und die Förderung und der Anwendungsbereich von Fahrzeugen mit neuer Energie wird schrittweise erweitert. Das Land hat eine starke Unterstützung für neue Energiefahrzeuge erreicht, und in der Zukunft werden neue Energiefahrzeuge einen größeren Anteil des Automobilproduktionsmarktes einnehmen. Bei Fahrzeugen mit neuer Energie spielen die Batterien eine entscheidende Rolle, und ihre Leistung wirkt sich direkt auf die Effizienz des Fahrzeugs aus. Durch die Analyse von Batteriefehlern und den Vorschlag von Maßnahmen zur Fehlerdiagnose wird eine wichtige Hilfestellung für die künftige Batterieproduktion, die Diagnose von Batteriefehlern und die Aufrechterhaltung des Batteriebetriebs von Kraftwerken geleistet.