{{{sourceTextContent.title}}}

Conocimientos sobre el sistema de baterías para VE - Parte 2

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Conocimientos sobre el sistema de baterías para VE - Parte 2

{{{sourceTextContent.description}}}

3 Problemas de fallos externos

3.1 Análisis de los problemas de fallo de los sensores

El sistema de gestión de baterías necesita disponer de funciones como el equilibrado de tensión y la protección contra sobrecorriente, que se consiguen principalmente mediante sensores fiables de temperatura, tensión y corriente. Normalmente, los fallos de los sensores no se toman en serio, lo que puede tener consecuencias muy graves. Hay varios tipos principales de fallos de sensor en las baterías de potencia: fallos de sensor de tensión, fallos de sensor de corriente y fallos de sensor de temperatura.

Los fallos de los sensores de corriente pueden reducir la precisión de la estimación multiestado, y los datos de medición del SOC y la temperatura pueden aplicarse a la actualización en tiempo real de los parámetros del modelo de la batería para lograr una predicción de alta precisión. Las baterías de iones de litio deben funcionar dentro de un rango seguro de tensión y temperatura, ya que sobrepasar un rango razonable puede afectar al rendimiento de la batería y provocar accidentes. Los sensores de tensión y temperatura también pueden provocar errores de equilibrado y fallos de gestión térmica en los sistemas de gestión de baterías.

3.2 Análisis de los fallos del sistema de refrigeración

La etapa de disipación del calor depende principalmente de la estructura de la batería y del rendimiento térmico del sistema de refrigeración. El paquete de baterías se aspira a través del tubo de admisión, luego se enfría mediante un ventilador y, por último, se descarga el aire caliente. El sistema de refrigeración de la batería de alimentación funciona mal, siempre que el valor de la temperatura ambiental externa de la batería sea alto o haya mucha liberación de calor interno, lo que dificulta que el sistema de la batería se mantenga dentro de un rango de temperatura razonable.

La liberación de calor interno del sistema de baterías es superior a la disipación de calor. La batería individual se calentará gradualmente y alcanzará el valor crítico de temperatura en un corto periodo de tiempo. En función de esta temperatura de fondo, la reacción exotérmica formará gradualmente una reacción en cadena, provocando el desbocamiento térmico de la batería, causando problemas como incendios, liberación de gases y explosiones. Si hay un problema de cortocircuito en la batería, el valor de disipación de calor aumentará linealmente, y el calor generado también mostrará un crecimiento exponencial, causando una gran cantidad de acumulación de calor durante el proceso, y la incidencia de accidentes en el sistema de baterías también aumentará.

En la actualidad, los principales métodos de refrigeración de los paquetes de baterías incluyen la refrigeración por gas, la refrigeración por líquido y la refrigeración por material de cambio de fase, lo que garantiza que el paquete de baterías se encuentre dentro del rango de temperatura óptimo y se optimice su rendimiento, desempeñando un papel importante

3.3 Problemas de conexión de la batería

Este tipo de fallo se debe principalmente a una mala conexión entre los terminales de las baterías. La conexión de baterías individuales o módulos de baterías dentro del paquete de baterías debe completarse mediante tuercas o soldadura, lo que aumenta el tiempo de funcionamiento del vehículo y las condiciones de funcionamiento no son seguras.

Es muy probable que las piezas de conexión se vean afectadas por impurezas y corrosión debido a que las superficies de vibración están sueltas. Existe un problema de conexión virtual entre las baterías, lo que reduce la potencia de salida de la batería y, a continuación, aumenta rápidamente el valor de la resistencia, generando una gran cantidad de calor Joule. El valor de la temperatura entre la batería y los conectores aumenta, y si este tipo de fallo no se detecta y resuelve a tiempo, acelerará el envejecimiento de la batería de alimentación, generará más fallos y provocará frecuentes accidentes de seguridad.

4 Medidas de diagnóstico de fallos

4.1 Medidas de diagnóstico de fallos internos

Las medidas de diagnóstico basadas en el conocimiento se iniciaron pronto y se han aplicado ampliamente. Este tipo de enfoque no requiere el uso de modelos matemáticos complejos, y pone de relieve conceptos basados en el conocimiento y métodos de procesamiento para llevar a cabo la inferencia y el juicio de fallos. Entre los principales tipos de diagnóstico de averías por batería de conocimiento se incluyen el método de sistema experto, el árbol de diagnóstico de averías, etc.

El método del sistema experto cuenta con un gran número de estudios y se utiliza ampliamente. La clave de este método es diseñar un sistema de base de conocimientos y un motor de inferencia, y juzgar los resultados mediante una inferencia de base de conocimientos más completa y eficaz. Basándose en los principios de las matemáticas difusas y el diagnóstico difuso, se construye un modelo de sistema experto difuso para paquetes de baterías utilizando reglas de aplicación de sistemas expertos.

A partir de los fallos más comunes de las baterías, y basándose en la experiencia de los expertos en diagnóstico de fallos de baterías y en la experiencia en mantenimiento de los expertos en el campo de las baterías, se forma una base de conocimientos sobre objetos y bases de datos relacionales, y se establece un modelo de máquina de inferencia de juicio exhaustivo de inferencia difusa de inteligencia artificial. Método de diagnóstico de fallos por modelos: Este método de diagnóstico utiliza modelos relacionados con las baterías para obtener valores estimados y valores medidos reales. La diferencia entre ambos formará un residuo del sistema, que puede convertirse en una señal de conocimiento del fallo. A través de esta señal, se puede completar el análisis de las características del fallo, proporcionando datos teóricos de apoyo para el diagnóstico de fallos del sistema. El residuo del sistema es una base idealizada que sólo incluye datos de información de fallos. Existen muchos tipos de modelos de baterías eléctricas, como modelos electroquímicos, modelos de circuitos, etc

4.2 Análisis de las medidas de diagnóstico de fallos externos

En primer lugar, se toman medidas de diagnóstico del conocimiento. En el diagnóstico de fallos externos de la batería, se utilizan principalmente el análisis de árbol de fallos, el método de regla umbral y la teoría difusa. Las principales razones del fallo del sensor de la batería son el envejecimiento por altas temperaturas, la oscilación mecánica, etc. Utilizando la resistencia interna de CC de la batería en la posición suelta del perno de conexión, en comparación con otras baterías monocelulares, la teoría de la resistencia interna es mayor. Utilizando la regla del umbral de diferencia de presión, es posible detectar rápidamente problemas de conexión deficientes, como pernos de polo de la batería flojos y oxidación de las piezas de conexión.

Con la ayuda de un paquete de baterías, se puede utilizar una corriente de 1C para la descarga continua. Tras una duración determinada, se puede obtener el valor de cambio de tensión y diagnosticar la fiabilidad de la conexión del pack de baterías comparando el valor establecido con el valor medido. Mediante el uso de la teoría difusa para diagnosticar fallos de conexión virtuales y el uso de la simulación de fallos del sistema de baterías de potencia para construir funciones de pertenencia para diferentes síntomas, se puede optimizar la matriz de pesos de diagnóstico y otros parámetros del modelo, y se puede establecer un modelo de diagnóstico de fallos.

En segundo lugar, existen medidas de diagnóstico de fallos de modelo, que incluyen muchos métodos y se aplican principalmente en la detección y aislamiento de fallos de sensores y sistemas de refrigeración. Utilizando la ecuación de comprobación de paridad no lineal, se generan valores residuales de tensión, corriente y ventilador en el modelo de circuito equivalente de primer orden y en el modelo térmico. Mediante el uso de umbrales residuales, se pueden identificar los fallos del sensor de tensión y los fallos del sensor de corriente. Diagnosticar problemas de fallos como sensores de velocidad y sensores de corriente utilizando estimaciones del observador y diferencias de valores reales. Resumir los peligros causados por varios fallos, y utilizar el análisis estructural y los métodos de generación residual secuencial para detectar y separar los fallos. Este método puede obtener la detectabilidad y separabilidad del sensor incluso bajo la premisa de parámetros de diseño del sistema inciertos, y construir métodos de detección de fallos en línea de pruebas de diagnóstico dirigidas. Mediante el uso de modelos de circuitos equivalentes y modelos térmicos, se pueden estimar los residuos del nacimiento de corriente, tensión y temperatura, y se pueden detectar y aislar los fallos en los sensores de corriente y temperatura.

5 Conclusión

En la actualidad, la concienciación medioambiental de la población es cada vez mayor, y el ámbito de promoción y aplicación de los vehículos de nueva energía se está ampliando gradualmente. El país ha conseguido un fuerte apoyo para los vehículos de nueva energía, y en el futuro, los vehículos de nueva energía ocuparán una mayor proporción del mercado de producción de automóviles. En los vehículos de nueva energía, las baterías desempeñan un papel crucial, y su rendimiento afecta directamente a la eficacia del vehículo. Mediante el análisis de los problemas de fallo de las baterías y la propuesta de medidas de diagnóstico de fallos, se proporciona una importante ayuda para la futura producción de baterías, el diagnóstico de fallos de las baterías y el mantenimiento del funcionamiento de las baterías de los grupos electrógenos.