Skip to main content
SUPERVISOR
Jafar Ghaisari,Behzad Rezaei
جعفر قیصری (استاد راهنما) بهزاد رضائی (استاد مشاور)
 
STUDENT
MARYAM KHAMAR
مریم خمر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Designing an optimized controller for charge lithium-ion battery by taking practical constraints
act: With the rapidly increasing use of portable equipment requiring high efficiency, simple chargers are essential. Advanced battery management systems need to provide adequate charging strategies for the battery pack in a fast, safe, and reliable manner. The aim of this thesis is to design an optimal controller for rechargeable lithium ion battery. In order to, model the behavior of the lithium ion battery charge and discharge is investigated. In this dissertation, the nonlinear equivalent circuit model combined with thermal models are used. In order to confirm the non-linear equivalent circuit model lithium ion battery, an electrochemical model has been adapted. After verifying the model, using it to charge the battery and the constraints such as limits for current, temperature and voltage optimization problem to determine the optimal current for charging the lithium ion battery, is defined. Ohmic losses and charge time is considered in the cost function. by reduce ohmic losses, reduced heat generation and battery damage from excessive heat. Ohmic dissipation factor for weighting lo compare to charging time i used. Charge optimization problem for one cell i solved and then to a lithium ion battery consist of multiple cells is extended the nonlinear model of the lithium ion battery for optimal problem solving nonlinear differential equations need to be. In this thesis, in order to create an alternative charger which does not depend on model, A fuzzy controller is proposed for lithium ion battery. In the fuzzy controller, temperature and charging modes as input is proposed. The maximum current is injected into the battery is changed with temperature. This allows selection of the input temperature, At any temperature the current corresponding to the temperature injection. state of charge instead of voltage that i the previous studies was used that Precision fuzzy controller increases. The state of charge reaches to 70% voltage changes is very low and about a few hundredths. Another advantage of using state of charge mode, use it to recharge the lithium ion battery is composed of several cells. In this case, the battery charge is based on cell that have minimum state of charge, is charged. State of charge is not directly measurable, And the Adaptive Extended Kalman Filter is used to estimate it. Due to practical considerations for implementation in this thesis, Injection current to the battery is limited to a specified and fixed level. Keywords: Charge Lithium ion batteries, Nonlinear model, Charge optimization problem, Fuzzy controller, Practical considerations
با سرعت روز افزون استفاده از وسایل الکتریکی قابل حمل نیاز به شارژرهای ساده و بازده بالا ضروری است. شارژ مجدد باتری بایستی به گونه ای باشد که با استفاده از تجهیزاتی که حتی الامکان ساده و ارزان بوده، عمر چرخه باتری را کاهش ندهد و به طور سریع و بهینه شارژ نماید. هدف از انجام این پایان نامه، طراحی کنترل کننده مناسب برای شارژ مطلوب باتری لیتیم یون می باشد. به این منظور در ابتدا مدل باتری لیتیم برای شبیه سازی رفتار آن در زمان شارژ و دشارژ بررسی شده است. در این پایان نامه از مدار معادل غیر خطی و ترکیب آن با مدل دمایی استفاده شده است. به منظور تایید مدل مدار معادل غیر خطی باتری لیتیم یون، با مدل الکتروشیمیایی تطبیق داده شده است و پس از تأیید مدل، با بهره از آن و محدودیت های موجود برای شارژ باتری از قبیل حدود مجاز برای جریان، دما و ولتاژ مسئله بهینه به منظور تعیین جریان مطلوب برای شارژ باتری لیتیم یون تعریف شده است. در تابع هزینه تلفات اهمی و زمان شارژ در نظر گرفته شده است تا با کاهش تلفات اهمی، گرمای تولید شده کاهش یافته و از افزایش بیش از حد دما که باعث تخریب باتری می شود جلوگیری شود. برای وزن دهی اهمیت تلفات اهمی نسبت به زمان شارژ از ضریب تلفات در تابع هزینه استفاده شده است. مسئله شارژ بهینه، ابتدا برای یک سلول حل شده و پس از آن به باتری لیتیم یون متشکل از چند سلول تعمیم داده شده است. با توجه به مدل غیر خطی باتری لیتیم یون برای حل مسئله بهینه نیاز به حل معادلات دیفرانسیل غیر خطی می باشد. در ادامه این پایان نامه، به منظور ایجاد یک گزینه دیگر که به مدل باتری وابسته نباشد، یک کنترل کننده فازی برای شارژ باتری لیتیم یون پیشنهاد شده است. در کنترل کننده فازی ، دما و حالت شارژ به به عنوان ورودی پیشنهاد شده است. بیشینه جریان تزریق شده به باتری با دما تغییر می کند، انتخاب دما به عنوان ورودی این امکان را می دهد که در هر دما، جریان متناسب با آن دما را به باتری تزریق نمود. انتخاب حالت شارژ به جای ولتاژ که در پژوهش های قبل استفاده شده، باعث افزایش دقت کنترل کننده فازی می شود. زیرا تغییرات ولتاژ با رسیدن حالت شارژ به 70? بسیار کم و در حدود چند صدم می باشد. مزیت دیگر استفاده از حالت شارژ، استفاده از آن برای شارژ باتری لیتیم یون متشکل از چند سلول می باشد، در این حالت باتری بر اساس سلولی که کمترین حالت شارژ را دارد، شارژ می شود. حالت شارژ به طور مستقیم قابل اندازه گیری نبوده و از فیلتر کالمن توسعه یافته برای تخمین آن استفاده شده است. با توجه به ملاحظات عملی برای پیاده سازی سیستم شارژ باتری در این پایان نامه، جریان تزریق شده به باتری به چند سطح مشخص و ثابت جریان محدود می شود. کلمات کلیدی شارژ باتری لیتیم یون ، مدل غیر خطی ، مسئله شارژ بهینه باتری لیتیم یون ، کنترل کننده فازی قیود عملی برای شارژ باتری .

ارتقاء امنیت وب با وف بومی