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doi:10.6342/NTU201700840(c) 誤差討論

由表4.15-表4.18可知,當用原Fitting數據與Model數據比較時,誤差都非 常低,幾乎小於0.2%顯示Fitting是準確的。再者,其他實驗的充電數據 誤差稍微高了一點,大約介於1%-3%,算是可接受誤差的範圍。本研究 認為此誤差是合理的,因同樣電池會有稍微不同的規格,以及不同的電 池壽命,這些因素都會對電池充電,充電的數據與曲線造成影響。

在圖4.9與其放大版圖4.10中,本研究將在1個月內不同的5筆0.3C充電數 據繪在一起比較他們的差異。 其中藍色的曲線是用以Fitting的Model數 據,紅色的曲線是電池剛拿到時的充電曲線,其他顏色的曲線為別的放 電實驗前的充電數據,不過它們並不是照著電池使用時間的長短而有越 來越往上偏的趨勢。

圖 4.9: 以0.3C充電速率對電池充電的 曲線

圖 4.10: 以0.3C充電速率對電池充電 的曲線

實實實際際際用用用車車車情情情況況況電電電池池池初初初始始始SOC更更更新新新時時時機機機(充充充電電電狀狀狀態態態):::

為了找出實際用車情況中充電狀態下的初始電池SOC(t0)更新時機,本研究 將實際用車情境分為:1.開車一段時間後進行短時間充電或是2.開車一段時 間後進行長時間充電。為此,本研究進行了一動態NEDC放電循環後對電池 充電的實驗(圖4.19)。 在電池充電一段時間後,對電池SOC進行預測,並與 機台實際值比較,記錄於表4.19中。

表4.19的結果顯示,充電時間越長,充電狀態下電池SOC的預測越準。因此,

根據以上充電實驗的圖與表,實際應用中只要有充電10分鐘以上的充電時間 的時機,就能對初始電池SOC(t0)進行修正。

圖 4.11: 動態NEDC放電後充電1小時的預測結果

Rest Time Voltage (V)

Measured (Ah)

Prediction (Ah)

Error (Ah) 1min 3.7417 57.024 50.3061 6.7177 5mins 3.7813 59.107 56.32 2.7877 10mins 3.7806 61.712 60.588 1.1235 15mins 3.8244 64.316 63.389 0.9265 20mins 3.8465 66.92 66.4 0.5199 30mins 3.893 72.129 71.899 0.2295 1hr 4.0625 87.755 88.088 0.3332

表 4.19: 動態NEDC放電後充電1小時預測結果

doi:10.6342/NTU201700840

2. 放電狀態Discharging State

電池的放電會隨著其不同的放電速率,而有不同的放電曲線與不同的電池容 量。其特性見於圖4.12,4.13。由圖4.12得知放電速率越高,放電時間越短;

由圖4.13得知,放電速率越高,可使用電池容量也越小。

圖 4.12: 不同放電速率的放電時間對 應電壓

圖 4.13: 不同放電速率的放電容量對 應電壓

為求得放電速率與電壓,以及與電池容量之間的關係,本研究使用放電速率 與電壓作為Model輸入,電池容量作為Model輸出,用Matlab進行Kriging Fit,

可得電池SOC與放電電流、電壓的關係Model。

(a) Model結果

圖4.14為Fitting後,在3V-4.15V之間產生1000個數據點,代入模型繪圖 而得的曲面。

(b) 預測結果

為驗證放電模型準確度,使用不同0.3C-2.0C放電實驗的數據,對電池SOC進 行預測並與機台值作比較。

圖 4.14: 放電狀態Model結果

0.3C

Voltage(V) Estimate(Ah) Measured(Ah) Error(Ah) 3.7009 56.9335 57.0672 0.1337(0.23%) 3.4568 11.1852 9.7498 1.435(12.83%) 3.605 39.5457 39.5889 0.043(0.109%) 3.786 66.3871 66.6779 0.291(0.438%)

表 4.20: 0.3C固定放電速率Model預測結果

0.5C

Voltage(V) Estimate(Ah) Measured(Ah) Error(Ah) 3.5265 24.0825 24.2562 0.174(0.721%)

3.882 78.0876 78.0952 0.008(0.009%) 3.648 52.2516 52.3417 0.090(0.172%) 3.4503 11.1275 11.2032 0.076(0.68%)

表 4.21: 0.5C固定放電速率Model預測結果

doi:10.6342/NTU201700840

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