به کارگیری ترکیب کنترل فیدبک خطی ساز و رویت گر اغتشاش جهت تنظیم دمای باتری لیتیوم یونی در فرآیند شارژ

یکی از چالش های اصلی در سیستم های کنترل حرارتی باتری های لیتیوم-یونی، دستیابی به دمای متعادل، دقیق و پایدار برای جلوگیری از آسیب دیدگی باتری است. این مطالعه بر طراحی و پیاده سازی عملی یک کنترل کننده فیدبک خطی ساز مبتنی بر رویت گر حالت توسعه یافته برای تنظیم دمای پک باتری لیتیوم-یونی در حین فرآیند شارژ متمرکز است. در این راستا، ابتدا یک مجموعه هیبریدی کنترل دمای باتری های لیتیوم-یونی مبتنی بر ترموالکتریک و فن های خنک کننده طراحی و ساخته می شود. سپس، یک مدل حرارتی از مجموعه با استفاده از قوانین انتقال حرارت ارائه می گردد. در ادامه، از یک رویت گر حالت توسعه یافته برای تخمین تمام عدم قطعیت های مدل اولیه استفاده می شود. به منظور تنظیم دمای باتری، یک کنترل کننده فیدبک خطی ساز نیز با استفاده از مدل به روزشده طراحی می شود. پایداری رویت گر و کنترل کننده در حالت حلقه بسته با استفاده از نظریه پایداری لیاپانوف و به کمک تحلیل های ریاضی اثبات می گردد. در نهایت، استراتژی کنترل پیشنهادی در یک سیستم آزمایشگاهی ساخته شده پیاده سازی شده و عملکرد آن تحت شرایط مختلف پروفایل دمایی و بارهای حرارتی ارزیابی می شود. نتایج تجربی، اثربخشی کنترل کننده پیشنهادی را در دستیابی به دقت بالای تنظیم دما، عملکرد نرم و یکپارچه، و همچنین قابلیت کاربرد در حوزه های صنعتی و آزمایشگاهی نظیر خودروهای الکتریکی برجسته می سازد.

کلیدواژه ها:

باتری لیتیوم-یونی ، ترموالکتریک ، کنترل کننده فیدبک خطی ساز ، رویت گر حالت توسعه یافته ، کنترل دما