پديد آورنده :
وثوقي، محمدجواد
عنوان :
بهبود دقت مدل‌سازي رفتار ديناميكي باتري‌هاي ليتيومي بر مبناي مدار معادل الكتريكي و با استفاده از الگوريتم‌هاي تكاملي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
سيستم هاي قدرت
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 80ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
احمدرضا تابش
توصيفگر ها :
باتري , ذخيرهسازهاي ليتيومي , مدل‌سازي , مدار معادل , روش‌هاي تكاملي
استاد داور :
حميدرضا كارشناس، محمدصادق گلسرخي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/10/08
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/10/08
چكيده فارسي :
اين پايان‌نامه به بررسي روش‌هاي تكاملي مختلف براي تعيين پارامترهاي مدار معادل ذخيرهسازهاي ليتيوم يوني مي‌پردازد كه در آن با پيشنهاد يك راهبرد مناسب، دقت تخمين پارامترهاي مدل در روش‌هاي تكاملي بهبود داده مي‌شود. در سال‌هاي اخير استفاده از ذخيرهسازهاي الكتروشيميايي در كاربرد‌هاي مختلف نظير حمل‌ونقل الكتريكي، ريز شبكه‌ها و وسايل الكترونيكي قابل‌حمل موردتوجه قرارگرفته است كه در اين ميان، باتري‌هاي ليتيوم يوني به خاطر چگالي انرژي بالا، طول عمر مناسب و نرخ پايين دشارژ خودبه‌خودي از اهميت ويژه‌اي برخوردارند. علاوه بر مزيت‌هاي يادشده، طول عمر و كارايي اين باتري‌ها بسيار به شرايط محيط كاري و الگوي بار مصرفي وابسته هستند كه براي بهبود كارايي باتري، ايده‌ي استفاده از سيستم مديريت باتري مطرح مي‌شود كه عملكرد باتري در شرايط ايمن را فراهم كند. الگوريتم‌هاي سيستم‌هاي مديريت باتري، انواع مختلفي دارند و غالباً مبتني بر تخمين وضعيت باتري هستند كه نيازمند مدل مناسبي از باتري هستند.
در اين پايان‌نامه، در ابتدا به شرحي بر انجام مدل‌سازي باتري ليتيومي با استفاده از مدار معادل پرداخته مي‌شود. سپس به‌منظور تخمين پارامترهاي باتري، از روش‌هاي تكاملي شامل سه الگوريتم ژنتيك، ازدحام ذرات و رقابت استعماري استفاده‌شده و اين الگوريتم‌ها ازنظر دقت تخمين با يكديگر مقايسه مي‌شوند؛ سپس ادامه‌ي مطالعه با پيشنهاد روشي مبتني بر درون‌يابي به ارائه روروش‌هاي تكامليش جهت بهبود دقت برترين روش تكاملي در بين مجموعه اين سه روش پرداخته مي‌شود. درنهايت تأثير ازدياد تراكم پارامترها در مناطق كاري خطي و غيرخطي نمودار ولتاژ-سطح شارژ باتري بررسي‌شده و با استفاده از پايگاه داده‌ي دانشگاه ويسكانسين-مديسون كه آزمايش‌ها مختلفي را روي باتري استوانه‌اي ساخت شركت پاناسونيك انجام داده، كارايي روش پيشنهاد موردبررسي قرارمي‌گيرد.
چكيده انگليسي :
This thesis examines various evolutionary methods to obtain the equivalent circuit model parametes in lithium ion storage devices, in which the accuracy of model parameter estimations using evolutionary algorithms improved by proposing an interpolation method. In recent years, the utilization of battery energy storages as the electrochemical storage devices in various applications such as electrical transportation, microgrids, and portable electronics has been widely deployed. Meanwhile, Lithium-ion batteries have particular importance and applications in real life due to their high energy density, good lifetime, and low self-discharge rate. In addition to these advantages, the lifespan and performance of these batteries are highly dependent on the operating conditions and environment and charging/discharging patterns. The idea of using a battery management system that provides battery performance in safe conditions is proposed to improve battery performance. Various battery management system algorithms needs an adequately accurate battery model to estimate the battery condition.
This thesis firstly describes the modeling methods for a lithium battery using an equivalent circuit. Then, three evolutionary algorithms including genetic algorithms, particle swarm, and colonial competitive algorithm are used to estimate the battery parameters. The accuracy of these algorithms are investigated and compared using available data-set including Wisconsin-Madison University and Panasonic battery data sets. The test results show that the suggested interpolation method improves the accuracy of the evolutionary algorithms in parameter estimations of the equivalent circuit models.
استاد راهنما :
احمدرضا تابش
استاد داور :
حميدرضا كارشناس، محمدصادق گلسرخي
