Okubalirira Embeera ya Battery (SOC) Kiki?

Okubalirira Embeera ya Battery (SOC).

Enkola y’ensengekera y’amasannyalaze (electrochemical reaction process) ya bbaatule z’amaanyi nzibu, ekwatibwako ensonga nnyingi era ezitakakafu. Okugezesa enkola eno mu kubala kizibu kya mirimu mingi n’ennimiro eziwera-, era bulijjo kibadde kikulu nnyo okussibwako essira n’okusoomoozebwa eri abasomesa n’amakolero. Okusikirizibwa okuyingira (load current) n’okwetegereza okufuluma (voltage ne temperature) kwa bbaatule y’amaanyi bipima ebikoma ku nkola y’okuddukanya bbaatule y’amaanyi. Okugezesa okutuufu kyetaagisa nnyo okusobola okunnyonnyola obulungi engeri ez’ebweru eza bbaatule z’amaanyi, okukola enkola ezesigika ey’okubalirira embeera ya bbaatule z’amaanyi, n’okukola enkola ezisinga obulungi ez’okuddukanya amaanyi ku mmotoka empya ez’amaanyi. Ebikozesebwa bya bbaatule z’amaanyi ebya bulijjo okusinga byawulwamu ebikolwa eby’amasannyalaze, ebikolwa eby’enkulungo ebyenkanankana, n’ebikozesebwa mu kuyiga ebyuma.

Mu makkati ga-1990s, M. Doyle, T. F. Fuller, ne J. Newman aba Yunivasite y’e California, Berkeley, baatandikawo enkola ey’obulimba-bibiri-dimensional (P2D) model nga yeesigamiziddwa ku ndowooza ya porous electrodes ne concentrated solutions, ne bateekawo omusingi gw’okukola models z’enkola y’amasannyalaze. Omuze guno gukozesa omuddirirwa gw’ennyingo ez’enjawulo ez’ekitundu n’ennyingo za algebra okunnyonnyola obulungi okusaasaana n’okusenguka kwa ayoni za litiyamu munda mu bbaatule y’amaanyi, ensengekera z’amasannyalaze ku ngulu w’obutundutundu obukola, etteeka lya Ohm, n’okukuuma ekisannyalazo, n’ebintu ebirala eby’amasannyalaze. N’okutuusa kati, ebikozesebwa ebisinga obungi eby’amasannyalaze biggibwa era ne bikolebwa okuva mu nkola eno. Omuze gw’amasannyalaze (electrochemical model) gwe muze gw’emisingi egisooka oguyinza okukoppa obulungi si mpisa za bbaatule y’amaanyi zokka ez’ebweru zokka wabula n’ensaasaanya n’enkyukakyuka z’engeri ez’omunda (nga okukuŋŋaanyizibwa kwa ayoni za lithium mu busannyalazo n’obusannyalazo, n’obusobozi obusukkiridde obw’ensengekera, ebizibu okupima). Bw’ogeraageranya n’ebikolwa ebirala ebya bbaatule y’amaanyi, ebikozesebwa mu by’amasannyalaze bisobola okunnyonnyola ensengekera z’obuziba obutonotono munda mu bbaatule y’amaanyi mu buziba obusingawo era nga zirina amakulu ag’omubiri agategeerekeka obulungi.

Ebikozesebwa bya P2D bikola ebintu bingi era bisobola okulinnyisibwa, bikozesebwa ku bika bya bbaatule ebirina enkola z’ebintu ez’enjawulo, era bisobola okukolebwa ne bigaziyizibwa mu bikolwa ebizibu ennyo eby’okuyunga ennimiro eziwera-. N’olwekyo, ebikozesebwa bya P2D bikola omulimu ogutayinza kukyusibwa mu kukola ebifaananyi bya bbaatule. Naye zirimu ensengekera z’enjawulo ez’ekitundu ezizibu n’ebipimo by’amasannyalaze bingi, ebiteeka obwetaavu obw’amaanyi ku busobozi bw’okubalirira obw’enkola y’okuddukanya bbaatule (BMS). Mu kiseera kino, okugonjoola ebikozesebwa bya P2D okusinga kukozesa enkola z’omuwendo, gamba ng’enkola y’enjawulo enkomerero, enkola ya elementi enkomerero, n’enkola ya voliyumu enkomerero.

Omuze gwa circuit ogw’enkanankana gukozesa ebintu bya circuit eby’ennono nga resistors, capacitors, n’ensibuko za vvulovumenti ezitakyukakyuka okukola omukutu gwa circuit okunnyonnyola engeri ez’ebweru eza bbaatule y’amaanyi. Omuze guno gukozesa ensibuko ya vvulovumenti okukiikirira empalirizo y’amasannyalaze ag’emyenkanonkano y’ebbugumu (thermodynamic equilibrium electromotive force) eya bbaatule y’amaanyi, n’omukutu gwa RC okunnyonnyola engeri z’amaanyi ga bbaatule y’amaanyi. Omuze gwa circuit ogw’enkanankana gulina okukozesebwa okulungi ku mbeera ez’enjawulo ez’okukola eza bbaatule y’amaanyi, era ensengekera z’embeera z’ekyokulabirako zisobola okufunibwa, ne ziyamba okwekenneenya n’okukozesa. Enkola ya circuit eyenkanankana ebadde ekozesebwa nnyo mu kunoonyereza ku mmotoka empya ez’amaanyi n’okukoppa n’okukola model-based BMS. Ekifaananyi 7-27 kiraga enkola ya circuit eyenkanankana eya bulijjo eya bbaatule y’amaanyi ekoleddwa n’ensengekera z’omukutu gwa RC n, eziyitibwa model ya n-RC. Omuze guno gulimu ebitundu bisatu:

1) Ensibuko ya Voltage: Voltage ya open-circuit eya bbaatule y’amasannyalaze ekiikirira $U_{oc}$.

2) Ohmic Internal Resistance: Obuziyiza bw’okukwatagana kw’ebintu bya bbaatule y’amaanyi electrode, electrolyte, isolation resistor, n’ebitundu eby’enjawulo bukiikirira $R_o$.

3) RC Network: Ebifaananyi ebikyukakyuka ebya bbaatule y’amaanyi, omuli engeri z’okuwunyiriza n’ebikolwa by’okusaasaana, byogerwako n’obuziyiza bw’okuwunyiriza $R_p$ ne capacitance y’okuwunyiriza $C_p$, nga $i=0, ..., n_s$.

Mu kifaananyi 7-27, Up ekiikirira vvulovumenti ya polarization ya bbaatule y’amasannyalaze.

Figure 7-27 n-stage RC model circuit structure

Okusinziira ku tteeka lya Kirchhoff erya vvulovumenti n’etteeka lya kasasiro, n’enkolagana wakati w’enkyukakyuka ya vvulovumenti ya kapasita ne kasasiro, ensengekera y’embeera-ensengekera y’ekifo ky’ekyokulabirako esobola okulagibwa nga:

7-50

Ebikozesebwa ebisinga okukozesebwa mu bbaatule y’amaanyi eyenkanankana circuit models nga Rint model, Thevenin model, ne Dual Polarization (DP) model nsonga za njawulo ez’enjawulo n-RC equivalent circuit model nga n=0, n=1, ne n=2, mu kulondako, era zibadde zikozesebwa nnyo mu kuteebereza embeera ya bbaatule y’amaanyi n’enkola z’okuddukanya.

Ebikozesebwa mu kuyiga ebyuma tebyetaagisa kumanya butonde bwa bbaatule obw’omunda n’enkola ezenjawulo ez’okuddamu; zeetaaga okufuna data yokka ey’ebyafaayo by’enkola ya bbaatule (akasannyalazo, vvulovumenti, ebbugumu n’ebirala). Mu bukulu, bateekawo emirimu gya maapu etali ya linnya wakati w’enkyukakyuka nga bayita mu nkola ezivugibwa data-. Ekirungi ekikulu eky’ekika kino eky’ekyokulabirako kwe kukozesebwa kwayo ku bika bya bbaatule eby’enjawulo, okukola obulungi kwayo, n’obusobozi bwayo okukoppa mu bujjuvu engeri ezitali za linnya ez’enneeyisa ya bbaatule.

Mu kitundu ky’okuddukanya n’okufuga bbaatule z’amaanyi, enkola z’okuyiga ebyuma ezikozesebwa okusinga mulimu fuzzy logic, neural networks, support vector machines, ne algorithms zaabwe ezigatta. Mu March wa 2016, obuwanguzi bwa AlphaGo ku nnantameggwa w’ensi yonna wa Go Lee Sedol bwassaamu amaanyi amapya mu kuyiga okw’amaanyi, ekyaleetawo omuyaga omupya ogw’okunoonyereza n’okukozesa, era nga kino kibadde kikozesebwa mu kuddukanya bbaatule. Nga olina data ya bbaatule emala okutendekebwa, model ey’ekika kino esobola okutuuka ku mutindo omulungi ogw’okuteebereza. Naye, omuze guno tegulina makulu ga mubiri, tegutaputibwa, era omulimu gwagwo gukosebwa nnyo obungi n’omutindo gwa data y’okutendekebwa, ekizibuwalira okukakasa obwesigwa bwagwo n’obugumu nga gukozesebwa ku nkola z’okuddukanya bbaatule.