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Test de connaissances sur le système de batteries d'alimentation des VE - Partie 2

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Test de connaissances sur le système de batteries d'alimentation des VE - Partie 2

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3 Problèmes de défaillance externe

3.1 Analyse des problèmes de défaillance des capteurs

Le système de gestion de la batterie doit avoir des fonctions telles que l'équilibrage de la tension et la protection contre les surintensités, qui sont principalement assurées par des capteurs de température, de tension et de courant fiables. En général, les défaillances des capteurs ne sont pas prises au sérieux, alors qu'elles peuvent avoir des conséquences très graves. Il existe plusieurs types principaux de défaillances des capteurs dans les batteries de puissance : les défaillances des capteurs de tension, les défaillances des capteurs de courant et les défaillances des capteurs de température.

Les défauts des capteurs de courant peuvent réduire la précision de l'estimation multi-états, et les données de mesure de l'état de charge et de la température peuvent être appliquées à la mise à jour en temps réel des paramètres du modèle de batterie afin d'obtenir une prédiction de haute précision. Les batteries au lithium-ion doivent fonctionner dans une plage de tension et de température sûre, car le dépassement d'une plage raisonnable peut affecter les performances de la batterie et provoquer des accidents. Les capteurs de tension et de température peuvent également provoquer des erreurs d'équilibrage et des défaillances de gestion thermique dans les systèmes de gestion des batteries.

3.2 Analyse des défaillances du système de refroidissement

L'étape de dissipation de la chaleur dépend principalement de la structure de la batterie et des performances thermiques du système de refroidissement. La batterie est aspirée par le tuyau d'admission, puis refroidie par un ventilateur, et enfin l'air chaud est évacué. Le système de refroidissement de la batterie fonctionne mal si la température ambiante externe de la batterie est élevée ou s'il y a un important dégagement de chaleur interne, ce qui rend difficile le maintien du système de la batterie dans une plage de température raisonnable.

Le dégagement de chaleur interne du système de batterie est supérieur à la dissipation de chaleur. La batterie individuelle s'échauffe progressivement et atteint la valeur de température critique en peu de temps. Sur la base de cette température, la réaction exothermique formera progressivement une réaction en chaîne, provoquant un emballement thermique de la batterie et des problèmes tels qu'un incendie, un dégagement de gaz et une explosion. En cas de problème de court-circuit dans la batterie, la valeur de dissipation de la chaleur augmentera de façon linéaire et la chaleur générée connaîtra également une croissance exponentielle, provoquant une accumulation importante de chaleur au cours du processus, et l'incidence des accidents du système de batterie augmentera également.

À l'heure actuelle, les principales méthodes de refroidissement des batteries comprennent le refroidissement par gaz, le refroidissement par liquide et le refroidissement par matériau à changement de phase, ce qui permet de garantir que la batterie se trouve dans la plage de température optimale et que ses performances sont optimisées, jouant ainsi un rôle important

3.3 Problèmes de connexion de la batterie

Ce type de défaillance est principalement dû à une mauvaise connexion entre les bornes de la batterie. La connexion des batteries individuelles ou des modules de batterie à l'intérieur de l'ensemble de batteries doit être complétée par des écrous ou des soudures, ce qui augmente la durée de fonctionnement du véhicule et les conditions d'utilisation ne sont pas certaines.

Les pièces de connexion sont très susceptibles d'être affectées par des impuretés et de la corrosion en raison de surfaces de vibration lâches. Il existe un problème de connexion virtuelle entre les batteries, qui réduit la puissance de sortie de la batterie, puis augmente rapidement la valeur de la résistance, générant une grande quantité de chaleur par effet Joule. La température entre la batterie et les connecteurs augmente, et si ce type de défaut n'est pas détecté et résolu à temps, il accélère le vieillissement de la batterie, génère davantage de défauts et provoque des accidents de sécurité fréquents.

4 Mesures de diagnostic des défauts

4.1 Mesures de diagnostic des défauts internes

Les mesures de diagnostic par la connaissance sont apparues très tôt et ont été largement appliquées. Ce type d'approche ne nécessite pas l'utilisation de modèles mathématiques complexes, et met en avant des concepts et des méthodes de traitement basés sur la connaissance pour effectuer l'inférence et le jugement des défauts. Les principaux types de diagnostic des défauts par batterie de connaissances comprennent la méthode du système expert, l'arbre de diagnostic des défauts, etc.

La méthode du système expert a fait l'objet d'un grand nombre d'études et est largement utilisée. La clé de cette méthode est de concevoir un système de base de connaissances et un moteur d'inférence, et de juger les résultats grâce à une inférence plus complète et plus efficace de la base de connaissances. Basé sur les mathématiques floues et les principes de diagnostic flou, un modèle de système expert flou pour les batteries est construit en utilisant les règles d'application du système expert.

Une base de connaissances sur les objets et les bases de données relationnelles est constituée à partir des défauts courants des batteries, de l'expérience des experts en diagnostic des défauts des batteries et de l'expérience des experts en maintenance des batteries, et un modèle de machine d'inférence de jugement complet à intelligence artificielle floue est mis en place. Méthode de diagnostic des défauts de modèle : Cette méthode de diagnostic utilise des modèles liés à la batterie pour obtenir des valeurs estimées et des valeurs mesurées réelles. La différence entre les deux formera un résidu du système, qui peut devenir un signal de connaissance des défauts. Grâce à ce signal, il est possible d'effectuer une analyse plus poussée des caractéristiques du défaut, ce qui permet d'obtenir des données théoriques pour le diagnostic des défauts du système. Le résidu du système est une base idéalisée qui ne comprend que des données d'information sur les défauts. Il existe de nombreux types de modèles de batteries d'énergie, tels que les modèles électrochimiques, les modèles de circuits, etc

4.2 Analyse des mesures de diagnostic des défauts externes

Tout d'abord, les mesures de diagnostic des connaissances sont prises. Dans le diagnostic des défauts externes de la batterie, l'analyse de l'arbre de défaillance, la méthode de la règle du seuil et la théorie floue sont principalement utilisées. Les principales raisons de la défaillance du capteur de la batterie sont le vieillissement à haute température, l'oscillation mécanique, etc. En utilisant la résistance interne DC de la batterie à la position desserrée du boulon de connexion, la théorie de la résistance interne est plus élevée que celle des autres batteries à cellule unique. En utilisant la règle du seuil de différence de pression, il est possible de détecter rapidement les problèmes de mauvaise connexion tels que les boulons de pôle de batterie desserrés et l'oxydation des pièces de connexion.

Avec l'aide d'un bloc-batterie, un courant de 1C peut être utilisé pour une décharge continue. Après une durée déterminée, la valeur du changement de tension peut être obtenue et la fiabilité de la connexion du bloc-batterie peut être diagnostiquée en comparant la valeur définie à la valeur mesurée. En utilisant la théorie floue pour diagnostiquer les défauts de connexion virtuelle et en utilisant la simulation des défauts du système de batterie pour construire des fonctions d'appartenance pour les différents symptômes, la matrice de poids du diagnostic et d'autres paramètres du modèle peuvent être optimisés, et un modèle de diagnostic des défauts peut être mis en place.

Deuxièmement, il existe des mesures de diagnostic des défauts de modèle, qui comprennent de nombreuses méthodes et sont principalement appliquées à la détection et à l'isolation des défauts des capteurs et des systèmes de refroidissement. En utilisant l'équation de contrôle de parité non linéaire, les valeurs résiduelles de tension, de courant et de ventilateur sont générées dans le modèle de circuit équivalent de premier ordre et le modèle thermique. L'utilisation de seuils résiduels permet d'identifier les défauts des capteurs de tension et de courant. Diagnostiquer les problèmes de défauts tels que les capteurs de vitesse et les capteurs de courant en utilisant les estimations de l'observateur et les différences de valeurs réelles. Résumer les risques causés par les différents défauts et utiliser l'analyse structurelle et les méthodes de génération séquentielle de résidus pour détecter et séparer les défauts. Cette méthode permet d'obtenir la détectabilité et la séparabilité des capteurs, même si les paramètres de conception du système sont incertains, et de mettre au point des méthodes de détection en ligne des défauts dans le cadre de tests de diagnostic ciblés. En utilisant des modèles de circuits équivalents et des modèles thermiques, les résidus de naissance de courant, de tension et de température peuvent être estimés, et les défauts des capteurs de courant et de température peuvent être détectés et isolés.

5. Conclusion

À l'heure actuelle, la conscience environnementale de la population ne cesse de se renforcer, et la promotion et le champ d'application des véhicules à énergie nouvelle s'étendent progressivement. Le pays a obtenu un fort soutien pour les véhicules à énergie nouvelle et, à l'avenir, ces derniers occuperont une plus grande part du marché de la production automobile. Dans les véhicules à énergie nouvelle, les batteries jouent un rôle crucial et leurs performances affectent directement l'efficacité du véhicule. En analysant les problèmes de défaillance des batteries et en proposant des mesures de diagnostic des défaillances, une aide importante est fournie pour la production future de batteries, le diagnostic des défaillances des batteries et la maintenance du fonctionnement des batteries des blocs d'alimentation.