1.3 Motivation of the research desc

1.3 Motivation of the research described in this thesis
As described in section 1.1, more efficient use of the energy inside a battery is becoming increasingly important in the rapidly growing market for portable products. Manufacturers of portable devices are consequently paying even more attention to battery management. This is reflected in many commercial electronics magazines, such as Electronic Design and EDN, containing examples of implementations of battery management functions in a system. Many examples are to be found of ICs that implement certain charge algorithms [4]-[7]. Adding intelligence to batteries in portable products to enable e.g. SoC monitoring is also receiving a great deal of attention. The term ‘smart battery’ is a general buzzword that pops up in many articles [5],[8]-[10]. However, no explanation of battery behaviour is given in this kind of magazines. Therefore, the reason why one battery management IC performs better than another is often not understood. Moreover, it is hard to determine how the functionality of a BMS can be improved.
Besides in the magazines mentioned above, a lot of information on battery management can also be found in the literature. For example, much attention is paid to finding ways of accurately determining a battery’s SoC [11]-[13]. The battery management functions described in these articles are derived from extensive battery measurements, for example measurements of battery discharge curves under various conditions. Most of these measurements are very time-consuming. The conclusions are moreover often empirical.
In practice, battery management functions are implemented in portable devices by electrical engineers. These engineers usually treat the battery as a black box. It is usually assumed that the battery is a voltage source with some series resistance. However, in order to improve the functionality of a BMS, at least some understanding of battery behaviour in the system is needed. A prototype of (part of) the portable device is needed for measurements of actual battery charge and discharge behaviour. On the other hand, simulation is a helpful tool in obtaining a better understanding of the behaviour of complex systems under a wide variety of conditions. Simulations take less time than measurements and no prototype is needed. Therefore, the availability of simulation models for batteries would be very helpful for the development of BMS.
Simulation models of batteries are given a lot of attention in the literature. However, some models have been constructed by researchers with an electrochemical background and are very complex and based on many mathematical equations [14],[15]. Consequently, such models are usually not very suitable for electrical engineers who have to simulate a battery in a system. Other models have been constructed by electrical engineers [16]. These models can be readily used in system simulations, but do not lead to a better understanding of battery behaviour. Therefore, simulations with these models do usually not lead to better views on battery management.
This thesis presents the results of research into battery modelling obtained by combining the expertise of electrical engineering with that of electrochemistry. The result is a method for modelling batteries that can be readily applied to all kinds of batteries [17]-[24]. The models result from translating (electro)chemical theory into equivalent-network models using the principle of physical system dynamics [25]. This enables the use of conventional electronic-circuit simulators that electrical engineers are accustomed to. In addition to the battery voltage and current, the internal gas pressure and battery temperature can also be simulated integrally and coherently under a wide variety of conditions. Apart from the electrical interaction with the battery’s environment, it is also possible to simulate the thermal interaction. The modelling method even allows the simulation of effects such as venting under high-pressure build-up inside the battery.
Obviously, close quantitative agreement between the results of simulations using a battery model and measurements of battery behaviour is important. Part of the research described in this thesis is devoted to optimizing this quantitative agreement. The results of this research will be described in chapter 4.
As is revealed by the title of this thesis, the derived battery models will be applied in the design of Battery Management Systems. The battery models can be viewed as ‘transparent’, in which the course of the various reactions can be investigated. For example, the charging efficiency can be easily plotted. Charging efficiencies of different charging algorithms can be compared for optimization. An example of an optimized charging algorithm that was found in simulations with a battery model will be described in chapter 5 [24].
Internal battery behaviour that is normally hard to measure can be visualized with the models. For example, overpotentials of all reactions inside a battery and electrode equilibrium potentials can be easily plotted during the battery’s operation. This makes the model a very useful tool in the quest for more accurate SoC indication algorithms. The model can be used to gain insight into the combined action of the various processes taking place inside a battery. Based on this insight, compact descriptions of battery behaviour can be derived. The results of research efforts in this field will be described in chapter 6.
Sometimes a designer is not interested in what goes on inside a battery, for example when simulating the run time of a portable device. In such cases the designer is merely interested in the battery’s discharge behaviour under various load conditions. Part of the research described in this thesis is aimed at finding an optimum method for powering a PA inside a cellular phone. As will be shown in chapter 7, the battery models described in this thesis offer a simple way of comparing the run times of various PA supply strategies in a cellular phone. In addition to battery models, use will be made of simulation models of a DC/DC converter and a PA to design the BMS.
1.4 Scope of this thesis
Chapters 2 and 3 provide general information required as a background in the remaining chapters of this thesis. Chapter 2 describes the various parts of a BMS and their functionality in more detail. Some examples of BMS in different portable products are given to clarify the influence of several factors on the complexity.

Chapter 3 deals with the central part of a BMS, which is the battery itself. Some general information is given on the construction, types, operational mechanism and behaviour of batteries.
The research results are described in chapters 4 to 7. Battery modelling forms the core of this thesis. The construction of simulation models for rechargeable batteries is described in chapter 4. Those who want to have a thorough understanding of the background and construction of the models should read this chapter. The adopted modelling approach is explained in detail and the model equations for both a NiCd and a Li-ion battery model are derived. Further, the efforts to improve the quantitative agreement between the results of simulations and measurements are thoroughly discussed for the NiCd model. Chapters 5, 6 and 7 deal with the design of BMS. These chapters describe the use of the battery models of chapter 4 and other models to find improved BMS schemes. One does not have to read chapter 4 first in order to understand the content of these chapters.
Battery charging algorithms are discussed in chapter 5. It is shown that battery models can readily be used in the development of new, more efficient charging algorithms. Chapter 6 deals with the determination of a battery’s SoC. Several possible methods are compared. In addition, a new SoC indication system is proposed and tested, based on simulations using a battery model and knowledge obtained in battery measurements. An optimum method for efficiently powering PAs in cellular phones is described in chapter 7. This strategy is named efficiency control [26]. As a DC/DC converter is necessary to implement efficiency control, some basic information on voltage conversion techniques is given. Measurement results are discussed to define the benefits of efficiency control in practice and to make a comparison with simulation results. Conclusions are drawn in chapter 8 and recommendations are made for further research in the exciting field of BMS in general and battery modelling in particular.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1.3 แรงจูงใจของการวิจัยในวิทยานิพนธ์นี้ตามที่อธิบายไว้ในหัวข้อ 1.1 ใช้เพิ่มประสิทธิภาพของพลังงานในแบตเตอรี่เป็นสิ่งสำคัญมากในตลาดเติบโตอย่างรวดเร็วสำหรับผลิตภัณฑ์แบบพกพา ผู้ผลิตของอุปกรณ์แบบพกพาได้จึงจ่ายความสนใจมากยิ่งขึ้นเพื่อการบริหารจัดการแบตเตอรี่ นี้อยู่เป็นประจำในนิตยสารอิเล็กทรอนิกส์พาณิชย์หลาย เช่นออกแบบอิเล็กทรอนิกส์และ EDN ประกอบด้วยตัวอย่างของการใช้งานของฟังก์ชันการจัดการแบตเตอรี่ในระบบ หลายอย่างเช่นการพบของ ICs ที่ใช้บางค่าอัลกอริทึม [4] - [7] เพิ่มปัญญาให้แบตเตอรี่แบบพกพาผลิตภัณฑ์เพื่อเปิดใช้งาน SoC เช่นตรวจสอบได้ยังรับความสนใจมาก คำว่า 'สมาร์ทแบตเตอรี่' เป็น buzzword ทั่วไปที่ปรากฏขึ้นในหลายบทความ [5], [8] - [10] อย่างไรก็ตาม ไม่อธิบายพฤติกรรมที่แบตเตอรี่ได้ในชนิดของนิตยสาร ดังนั้น เหตุผลทำไมจัดการแบตเตอรี่หนึ่ง IC ทำดีกว่าอีกคือมักจะไม่เข้าใจ นอกจากนี้ มันเป็นยากที่จะกำหนดวิธีการทำงานของ BMS สามารถปรับปรุงนอกจาก ในนิตยสารดังกล่าวข้างต้น จำนวนมากของข้อมูลในการบริหารจัดการแบตเตอรี่ยังสามารถพบได้ในวรรณคดี ตัวอย่าง จ่ายความสนใจมากเพื่อหาวิธีที่ถูกต้องกำหนดของแบตเตอรี่ SoC [11] - [13] ฟังก์ชันการจัดการแบตเตอรี่ที่อธิบายไว้ในบทความเหล่านี้มาจากวัดแบตเตอรี่อย่างละเอียด ตัว วัดแบตเตอรี่ถ่ายโค้งภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ วัดเหล่านี้ส่วนใหญ่จะใช้เวลานานมาก บทสรุปได้นอกจากนี้มักจะประจักษ์ในทางปฏิบัติ ฟังก์ชันการจัดการแบตเตอรี่จะดำเนินการในอุปกรณ์แบบพกพา โดยวิศวกรไฟฟ้า วิศวกรเหล่านี้ถือว่าแบตเตอรี่มักจะเป็นกล่องสีดำ โดยปกติถือว่าว่าแบตเตอรี่แหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้ากับความต้านทานบางชุด อย่างไรก็ตาม เพื่อปรับปรุงการทำงานของ BMS พฤติกรรมแบตเตอรี่ในระบบเข้าใจบางอย่างต้อง ต้นแบบของ (หนึ่ง) อุปกรณ์แบบพกพาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการประเมินจริงแบตเตอรี่ชาร์จ และปลดการพฤติกรรมการ บนมืออื่น ๆ จำลองเป็นเครื่องมือช่วยในการรับความเข้าใจของพฤติกรรมของระบบที่ซับซ้อนภายใต้เงื่อนไขที่หลากหลาย สถานการณ์จำลองใช้เวลาน้อยกว่าการประเมิน และต้นแบบไม่จำเป็นต้องใช้ ดังนั้น ความพร้อมของแบบจำลองสำหรับแบตเตอรี่จะเป็นประโยชน์มากสำหรับการพัฒนาของ BMSรูปแบบจำลองของแบตเตอรี่จะได้รับความสนใจมากในวรรณคดี อย่างไรก็ตาม บางรุ่นจะถูกสร้าง โดยนักวิจัยกับเบื้องหลังการไฟฟ้า และมีความซับซ้อน และยึดในสมการทางคณิตศาสตร์ [14], [15] ดังนั้น รุ่นดังกล่าวมักไม่เหมาะสำหรับวิศวกรไฟฟ้าที่มีการจำลองการทำงานของแบตเตอรี่ในระบบ รุ่นอื่น ๆ มีการสร้าง โดยวิศวกรไฟฟ้า [16] โมเดลเหล่านี้จะพร้อมใช้ในระบบจำลอง แต่ไม่ทำความเข้าใจของพฤติกรรมแบตเตอรี่ ดังนั้น จำลอง ด้วยแบบจำลองเหล่านี้มักจะไม่ทำให้มุมมองที่ดีในการบริหารจัดการแบตเตอรี่วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอผลการวิจัยเป็นแบตเตอรี่แบบจำลองได้ โดยรวมความเชี่ยวชาญของวิศวกรรมไฟฟ้ากับไฟฟ้าเคมี ผลที่ได้คือ วิธีการสร้างแบบจำลองแบตเตอรี่ที่สามารถพร้อมใช้กับทุกชนิดของแบตเตอรี่ [17] - [24] แบบจำลองที่ได้จากการแปล (electro) ทฤษฎีเคมีเป็นรูปแบบที่เทียบเท่ากับเครือข่ายที่ใช้หลักการของ dynamics ระบบทางกายภาพ [25] ทำให้การใช้เครื่องจำลองวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปที่คุ้นเคยกับวิศวกรไฟฟ้า แบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าและกระแส ก๊าซภายในความกดดันและแบตเตอรี่อุณหภูมินอกจากนี้ยังสามารถจำลองส่วน และศิลปินกลุ่นนี้ภายใต้เงื่อนไขที่หลากหลาย จากการไฟฟ้าโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมของแบตเตอรี่ ก็ยังสามารถจำลองการโต้ตอบความร้อน แม้วิธีการสร้างแบบจำลองช่วยให้การจำลองลักษณะพิเศษเช่นการระบายอากาศภายใต้สร้างแรงดันสูงภายในแบตเตอรี่อย่างชัดเจน ปิดข้อตกลงเชิงปริมาณระหว่างผลลัพธ์ของการจำลองแบบแบตเตอรี่และวัดพฤติกรรมแบตเตอรี่เป็นสิ่งสำคัญ ส่วนหนึ่งของการวิจัยในวิทยานิพนธ์นี้จะทุ่มเทเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพนี้ข้อตกลงเชิงปริมาณ ผลการวิจัยนี้จะกล่าวในบทที่ 4ถูกเปิดเผย โดยชื่อของวิทยานิพนธ์นี้ รุ่นแบตเตอรี่ที่ได้รับจะถูกใช้ในการออกแบบระบบจัดการแบตเตอรี่ รุ่นแบตเตอรี่สามารถใช้เป็น 'โปร่งใส' สามารถสอบสวนของปฏิกิริยาต่าง ๆ ตัวอย่าง ประสิทธิภาพการชาร์จสามารถจะได้พล็อต ชาร์จประสิทธิภาพของอัลกอริทึมสีแตกต่างกันเปรียบเทียบสำหรับการปรับ ตัวอย่างของการเพิ่มประสิทธิภาพชาร์จอัลกอริทึมที่พบในจำลองด้วยแบบจำลองแบตเตอรี่จะอธิบายไว้ในบทที่ 5 [24]สามารถจะ visualized แบตเตอรี่ภายในพฤติกรรมที่ปกติยากที่จะวัด ด้วยแบบจำลอง ตัวอย่าง overpotentials ของปฏิกิริยาทั้งหมดภายในแบตเตอรี่และไฟฟ้าสมดุลศักยภาพสามารถจะได้พล็อตระหว่างงานของแบตเตอรี่ นี้ทำแบบเครื่องมือที่มีประโยชน์มากในการแสวงหาอัลกอริทึมการบ่งชี้ SoC ที่แม่นยำมากขึ้น สามารถใช้รูปแบบการเข้าใจในการดำเนินการรวมของกระบวนการต่าง ๆ ที่มีภายในแบตเตอรี่ ตามความเข้าใจนี้ คำอธิบายขนาดของแบตเตอรี่พฤติกรรมสามารถได้รับมา ผลลัพธ์ของความพยายามวิจัยในฟิลด์นี้จะอธิบายไว้ในบทที่ 6บางครั้งนักออกแบบไม่ได้สนใจอะไรไปภายในแบตเตอรี่ อย่างเลียนแบบเวลาที่ใช้อุปกรณ์แบบพกพา ในกรณี แบบนั้นเพียงแต่สนใจในพฤติกรรมจำหน่ายแบตเตอรี่ที่สภาวะโหลดต่าง ๆ ส่วนหนึ่งของการวิจัยในวิทยานิพนธ์นี้มุ่งค้นหาวิธีเหมาะสมสำหรับเปิดป่าภายในโทรศัพท์มือถือ จะแสดงในบทที่ 7 รุ่นแบตเตอรี่ที่ระบุไว้ในวิทยานิพนธ์นี้เสนอวิธีง่าย ๆ การเปรียบเทียบเวลาที่ใช้กลยุทธ์การจัดป่าต่าง ๆ ในโทรศัพท์มือถือ นอกจากแบตเตอรี่รุ่น จะทำของแบบจำลองแปลง DC/DC และ PA ใช้ในการออกแบบ BMS1.4 ขอบเขตของวิทยานิพนธ์นี้บทที่ 2 และ 3 แสดงข้อมูลทั่วไปที่ต้องใช้เป็นพื้นหลังในบทที่เหลือของวิทยานิพนธ์นี้ บทที่ 2 อธิบายส่วนต่าง ๆ ของ BMS และงานละเอียด ตัวอย่างของ BMS ในผลิตภัณฑ์แบบพกพาต่าง ๆ ได้ชี้แจงอิทธิพลของปัจจัยต่าง ๆ กับความซับซ้อนบทที่ 3 เกี่ยวข้องกับส่วนกลางของ BMS ซึ่งเป็นแบตเตอรี่เอง การได้รับงานก่อสร้าง ชนิด กลไกการดำเนินงาน และพฤติกรรมของแบตเตอรี่ผลการวิจัยได้อธิบายไว้ในบทที่ 4-7 แบตเตอรี่แบบจำลองรูปแบบหลักของวิทยานิพนธ์นี้ การก่อสร้างรูปแบบจำลองสำหรับแบตเตอรี่แบบชาร์จได้อธิบายในบทที่ 4 ผู้ที่ต้องการให้มีความเข้าใจในเนื้อของพื้นหลังและสร้างแบบจำลองควรอ่านบทนี้ วิธีการสร้างแบบจำลองที่นำมาใช้เป็นอธิบายในรายละเอียด และแบบจำลองสมการแบบ NiCd และแบบแบตเตอรี่ Li-ion มา เพิ่มเติม ความพยายามในการปรับปรุงข้อตกลงเชิงปริมาณระหว่างผลการจำลองและการวัดได้อย่างละเอียดกล่าวถึงสำหรับแบบ NiCd บทที่ 5, 6 และ 7 เรื่องการออกแบบของ BMS บทนี้อธิบายการใช้รุ่นแบตเตอรี่ของบทที่ 4 และรุ่นอื่น ๆ หา BMS แผนงานการปรับปรุง ไม่มีการอ่านบทที่ 4 ก่อนเพื่อเข้าใจเนื้อหาของบทนี้อธิบายในบทที่ 5 อัลกอริทึมในการชาร์จแบตเตอรี่ เป็นแสดงว่า แบตเตอรี่รุ่นสามารถพร้อมใช้งานในการพัฒนาอัลกอริทึมของชาร์จใหม่ มีประสิทธิภาพมากขึ้น บทที่ 6 ข้อเสนอ ด้วยความตั้งใจจะเป็นแบตเตอรี่ SoC. มีการเปรียบเทียบวิธีการได้หลายวิธี นอกจากนี้ SoC ใหม่ระบบบ่งชี้นำเสนอ และ ทดสอบ ตามจำลองที่ใช้แบตเตอรี่รุ่นและความรู้ที่ได้รับในวัดแบตเตอรี่ เป็นวิธีที่เหมาะสมสำหรับเปิด PAs ในโทรศัพท์มือถือได้อย่างมีประสิทธิภาพได้อธิบายไว้ในบทที่ 7 กลยุทธ์นี้มีชื่อว่าประสิทธิภาพการควบคุม [26] เป็นแบบ DC/DC converter จำเป็นต้องใช้ควบคุมประสิทธิภาพ ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับเทคนิคการแปลงแรงดันไฟฟ้าจะได้รับ ผลการประเมินจะหารือ เพื่อกำหนดประโยชน์ของประสิทธิภาพการควบคุมในทางปฏิบัติ และทำการเปรียบเทียบกับผลการทดลอง บทสรุปจะวาดในบทที่ 8 และคำแนะนำที่จะทำวิจัยเพิ่มเติมในฟิลด์ของ BMS ที่น่าตื่นเต้นทั่วไปและแบตเตอรี่แบบจำลองเฉพาะ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1.3 แรงจูงใจของการวิจัยที่อธิบายไว้ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้
ตามที่อธิบายไว้ในส่วน 1.1 การใช้งานมีประสิทธิภาพมากขึ้นของพลังงานภายในแบตเตอรี่จะทวีความสำคัญมากขึ้นในตลาดที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็วสำหรับผลิตภัณฑ์แบบพกพา ผู้ผลิตอุปกรณ์พกพาจะส่งผลให้ความสนใจมากยิ่งขึ้นเพื่อจัดการแบตเตอรี่ นี่คือภาพสะท้อนในนิตยสารอิเล็กทรอนิกส์เชิงพาณิชย์เป็นจำนวนมากเช่นการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์และ EDN มีตัวอย่างของการใช้งานฟังก์ชั่นการจัดการแบตเตอรี่ในระบบ ตัวอย่างจำนวนมากจะพบแผงวงจรรวมที่ใช้ขั้นตอนวิธีการคิดค่าใช้จ่ายบางอย่าง [4] - [7] เพิ่มปัญญากับแบตเตอรี่แบบพกพาในผลิตภัณฑ์เพื่อเปิดใช้งานเช่นการตรวจสอบ SoC ยังได้รับการจัดการที่ดีของความสนใจ คำว่า 'แบตเตอรี่สมาร์ท' เป็นศัพท์ทั่วไปที่ปรากฏขึ้นในหลายบทความ [5] [8] - [10] แต่คำอธิบายของพฤติกรรมแบตเตอรี่ไม่ได้รับในประเภทของนิตยสารนี้ ดังนั้นเหตุผลที่ว่าทำไมการจัดการแบตเตอรี่หนึ่ง IC ประสิทธิภาพดีกว่าที่อื่นมักจะไม่เข้าใจ นอกจากนี้ยังเป็นเรื่องยากที่จะกำหนดวิธีการทำงานของ BMS ได้ดีขึ้น.
นอกจากนี้ในนิตยสารดังกล่าวข้างต้นจำนวนมากของข้อมูลเกี่ยวกับการจัดการแบตเตอรี่ยังสามารถพบได้ในวรรณคดี ตัวอย่างเช่นความสนใจมากเป็นค่าใช้จ่ายในการหาวิธีการอย่างถูกต้องกำหนดแบตเตอรี่ SoC [11] - [13] ฟังก์ชั่นการจัดการแบตเตอรี่ที่อธิบายไว้ในบทความเหล่านี้จะได้มาจากการวัดแบตเตอรี่อย่างกว้างขวางสำหรับการวัดตัวอย่างของเส้นโค้งจำหน่ายแบตเตอรี่ภายใต้เงื่อนไขต่างๆ ส่วนใหญ่ของการวัดเหล่านี้จะใช้เวลานานมาก ยิ่งไปกว่านั้นมีข้อสรุปเชิงประจักษ์มัก.
ในทางปฏิบัติหน้าที่จัดการแบตเตอรี่จะดำเนินการในอุปกรณ์พกพาโดยวิศวกรไฟฟ้า วิศวกรเหล่านี้มักจะรักษาแบตเตอรี่เป็นกล่องสีดำ มันมักจะสันนิษฐานว่าแบตเตอรี่เป็นแหล่งที่มีความต้านทานแรงดันไฟฟ้าบางชุด แต่เพื่อที่จะปรับปรุงการทำงานของ BMS อย่างน้อยบางส่วนของความเข้าใจพฤติกรรมของแบตเตอรี่ในระบบเป็นสิ่งจำเป็น เป็นต้นแบบของ (ส่วนหนึ่งของ) อุปกรณ์พกพาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการตรวจวัดค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นจริงของแบตเตอรี่และพฤติกรรมการปล่อย ในทางกลับกันการจำลองเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการได้รับความเข้าใจที่ดีของการทำงานของระบบที่ซับซ้อนภายใต้ความหลากหลายของเงื่อนไข จำลองใช้เวลาน้อยกว่าการวัดและต้นแบบไม่จำเป็นต้องใช้ ดังนั้นความพร้อมของรูปแบบจำลองสำหรับแบตเตอรี่จะเป็นประโยชน์มากสำหรับการพัฒนาของ BMS.
รูปแบบจำลองของแบตเตอรี่จะได้รับความสนใจมากในวรรณคดี แต่บางรุ่นได้รับการสร้างขึ้นโดยนักวิจัยที่มีพื้นหลังไฟฟ้าและมีความซับซ้อนมากและขึ้นอยู่กับสมการทางคณิตศาสตร์จำนวนมาก [14], [15] ดังนั้นรูปแบบดังกล่าวมักจะไม่มากเหมาะสำหรับวิศวกรไฟฟ้าที่มีการจำลองแบตเตอรี่ในระบบ รุ่นอื่น ๆ ได้รับการสร้างขึ้นโดยวิศวกรไฟฟ้า [16] รูปแบบเหล่านี้สามารถนำมาใช้อย่างง่ายดายในการจำลองระบบ แต่ไม่ได้นำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นของพฤติกรรมแบตเตอรี่ ดังนั้นการจำลองที่มีรูปแบบเหล่านี้มักจะไม่นำไปสู่มุมมองที่ดีขึ้นในการจัดการแบตเตอรี่.
วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอผลการวิจัยในการสร้างแบบจำลองแบตเตอรี่ได้โดยการรวมความเชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมไฟฟ้ากับที่ของไฟฟ้า ผลที่ได้คือวิธีการสร้างแบบจำลองสำหรับแบตเตอรี่ที่สามารถนำมาใช้พร้อมที่จะให้ทุกชนิดของแบตเตอรี่ [17] - [24] เป็นผลมาจากรูปแบบการแปล (ไฟฟ้า) ทฤษฎีสารเคมีในรูปแบบเครือข่ายเทียบเท่าโดยใช้หลักการของการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของระบบ [25] ซึ่งจะช่วยให้การใช้งานของการจำลองวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปที่วิศวกรไฟฟ้าจะคุ้นเคยกับการ นอกเหนือจากแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่และปัจจุบันดันก๊าซภายในและอุณหภูมิของแบตเตอรี่ยังสามารถจำลอง integrally และเป็นตุเป็นตะภายใต้ความหลากหลายของเงื่อนไข นอกเหนือจากการมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมไฟฟ้าของแบตเตอรี่ก็ยังเป็นไปได้ที่จะจำลองการทำงานร่วมกันความร้อน วิธีการสร้างแบบจำลองยังช่วยให้การจำลองของผลกระทบเช่นการระบายอากาศภายใต้แรงดันสูงที่สร้างขึ้นภายในแบตเตอรี่.
เห็นได้ชัดว่าข้อตกลงเชิงปริมาณที่ใกล้ชิดระหว่างผลการจำลองโดยใช้แบบจำลองแบตเตอรี่และการวัดพฤติกรรมของแบตเตอรี่เป็นสิ่งสำคัญ เป็นส่วนหนึ่งของงานวิจัยที่อธิบายไว้ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้คือเพื่อรองรับการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงปริมาณข้อตกลงนี้ ผลการวิจัยนี้จะถูกอธิบายไว้ในบทที่ 4
เป็นที่เปิดเผยโดยชื่อของวิทยานิพนธ์นี้, รุ่นแบตเตอรี่ที่ได้มาจะนำไปใช้ในการออกแบบระบบการจัดการแบตเตอรี่ รุ่นแบตเตอรี่สามารถดูเป็น 'โปร่งใส' ซึ่งในหลักสูตรของการเกิดปฏิกิริยาต่าง ๆ สามารถตรวจสอบ ยกตัวอย่างเช่นการเรียกเก็บเงินที่มีประสิทธิภาพสามารถวางแผนได้อย่างง่ายดาย ชาร์จประสิทธิภาพของขั้นตอนวิธีการที่แตกต่างกันการเรียกเก็บเงินสามารถนำมาเปรียบเทียบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ตัวอย่างของการเพิ่มประสิทธิภาพขั้นตอนวิธีการเรียกเก็บเงินที่พบในการจำลองที่มีรูปแบบของแบตเตอรี่จะได้รับการอธิบายไว้ในบทที่ 5 [24].
พฤติกรรมแบตเตอรี่ภายในที่เป็นปกติยากที่จะวัดสามารถมองเห็นที่มีรูปแบบ ยกตัวอย่างเช่นในการเกิดปฏิกิริยา overpotentials ทั้งหมดภายในแบตเตอรี่และศักยภาพสมดุลอิเล็กโทรดสามารถวางแผนได้อย่างง่ายดายระหว่างการดำเนินการของแบตเตอรี่ นี้จะทำให้รูปแบบเครื่องมือที่มีประโยชน์มากในการแสวงหาขั้นตอนวิธีการบ่งชี้ SoC ถูกต้องมากขึ้น รูปแบบที่สามารถนำมาใช้เพื่อให้ได้รับข้อมูลเชิงลึกในการดำเนินการรวมของกระบวนการต่างๆที่เกิดขึ้นภายในแบตเตอรี่ บนพื้นฐานของความเข้าใจนี้รายละเอียดของพฤติกรรมที่มีขนาดกะทัดรัดแบตเตอรี่จะได้รับ ผลที่ได้จากการวิจัยในด้านนี้จะอธิบายในบทที่ 6 การ
ออกแบบบางครั้งไม่สนใจในสิ่งที่เกิดขึ้นภายในแบตเตอรี่เช่นเมื่อเวลาที่จำลองการทำงานของอุปกรณ์พกพา ในกรณีดังกล่าวเป็นเพียงนักออกแบบที่สนใจในพฤติกรรมการไหลของแบตเตอรี่ภายใต้เงื่อนไขที่โหลดต่างๆ เป็นส่วนหนึ่งของงานวิจัยที่อธิบายไว้ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้มีวัตถุประสงค์ที่จะหาวิธีการที่เหมาะสมสำหรับการเปิด PA ภายในโทรศัพท์มือถือ ในฐานะที่จะแสดงในบทที่ 7, รุ่นแบตเตอรี่ที่อธิบายไว้ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอวิธีที่ง่ายของการเปรียบเทียบครั้งการทำงานของกลยุทธ์ต่างๆอุปทาน PA ในโทรศัพท์มือถือ นอกเหนือจากรุ่นแบตเตอรี่ใช้งานจะทำรูปแบบจำลองของ DC / DC converter และ PA ในการออกแบบ BMS.
1.4 ขอบเขตของการวิจัยนี้
บทที่ 2 และ 3 ให้ข้อมูลทั่วไปที่ต้องการเป็นพื้นหลังในบทที่เหลืออยู่ของวิทยานิพนธ์ฉบับนี้ . บทที่ 2 อธิบายส่วนต่างๆของ BMS และการทำงานของพวกเขาในรายละเอียดเพิ่มเติม ตัวอย่างบางส่วนของ BMS ในผลิตภัณฑ์แบบพกพาที่แตกต่างกันจะได้รับการชี้แจงอิทธิพลของปัจจัยหลายประการกับความซับซ้อน.

บทที่ 3 ข้อตกลงกับภาคกลางของ BMS ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ของตัวเอง บางข้อมูลทั่วไปจะได้รับในการก่อสร้างประเภทกลไกการดำเนินงานและการทำงานของแบตเตอรี่.
ผลการวิจัยได้อธิบายไว้ในบทที่ 4 ถึง 7 การสร้างแบบจำลองแบตเตอรี่รูปแบบหลักของการวิจัยนี้ การก่อสร้างรูปแบบจำลองสำหรับแบตเตอรี่ที่ชาร์จไฟได้อธิบายไว้ในบทที่ 4. ผู้ที่ต้องการจะมีความเข้าใจอย่างละเอียดของพื้นหลังและการก่อสร้างรูปแบบควรอ่านบทนี้ วิธีการสร้างแบบจำลองที่นำมาใช้จะมีการอธิบายในรายละเอียดและรูปแบบสมการทั้ง NiCd และแบตเตอรี่แบบ Li-ion จะได้มา นอกจากนี้ความพยายามที่จะปรับปรุงข้อตกลงเชิงปริมาณระหว่างผลของการจำลองและการวัดที่จะกล่าวถึงอย่างละเอียดสำหรับรุ่น NiCd บทที่ 5, 6 และ 7 จัดการกับการออกแบบของ BMS บทนี้จะอธิบายการใช้งานของแบตเตอรี่รุ่นของบทที่ 4 และรุ่นอื่น ๆ ที่จะหารูปแบบที่ดีขึ้น BMS หนึ่งไม่ต้องอ่านบทที่ 4 เป็นครั้งแรกเพื่อให้เข้าใจเนื้อหาของบทนี้.
ชาร์จแบตเตอรี่ขั้นตอนวิธีการที่จะกล่าวถึงในบทที่ 5 มันก็แสดงให้เห็นรูปแบบพร้อมแบตเตอรี่ที่สามารถนำมาใช้ในการพัฒนาใหม่ขั้นตอนวิธีการเรียกเก็บเงินมีประสิทธิภาพมากขึ้น บทที่ 6 ข้อเสนอด้วยความมุ่งมั่นของ SoC แบตเตอรี่ ได้หลายวิธีจะเปรียบเทียบ นอกจากนี้ระบบการบ่งชี้ SoC ใหม่จะถูกนำเสนอและผ่านการทดสอบบนพื้นฐานของการจำลองโดยใช้แบบจำลองแบตเตอรี่และความรู้ที่ได้รับในการวัดแบตเตอรี่ วิธีการที่เหมาะสมในการเปิดเครื่องได้อย่างมีประสิทธิภาพอภิสิทธิ์ในโทรศัพท์มือถือมีการอธิบายไว้ในบทที่ 7 กลยุทธ์นี้เป็นชื่อการควบคุมที่มีประสิทธิภาพ [26] ในฐานะที่เป็น DC / DC แปลงเป็นสิ่งที่จำเป็นในการดำเนินการควบคุมที่มีประสิทธิภาพบางข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับเทคนิคการแปลงแรงดันไฟฟ้าที่จะได้รับ ผลการวัดที่จะกล่าวถึงในการกำหนดผลประโยชน์จากการควบคุมที่มีประสิทธิภาพในการปฏิบัติงานและเพื่อให้เปรียบเทียบกับผลการจำลอง สรุปผลการวิจัยจะมีการวาดในบทที่ 8 และคำแนะนำที่จะทำสำหรับการวิจัยต่อไปในด้านที่น่าตื่นเต้นของ BMS ทั่วไปและการสร้างแบบจำลองแบตเตอรี่โดยเฉพาะอย่างยิ่ง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1.3 แรงจูงใจของการวิจัยได้อธิบายไว้ในวิทยานิพนธ์นี้
ตามที่อธิบายไว้ในส่วนการใช้มีประสิทธิภาพมากขึ้นของพลังงานในแบตเตอรี่เป็นสิ่งสำคัญมากขึ้นในการเติบโตอย่างรวดเร็วของตลาดสำหรับผลิตภัณฑ์แบบพกพา ผู้ผลิตอุปกรณ์พกพาและให้ความสนใจมากขึ้นเพื่อการจัดการแบตเตอรี่ นี้สะท้อนให้เห็นในนิตยสารพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์หลายเช่นการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์และผลิตภัณฑ์ที่มีตัวอย่างของการใช้ฟังก์ชั่นการจัดการแบตเตอรี่ในระบบ จะพบหลายตัวอย่างของไอซีที่ใช้บางค่าธรรมเนียมขั้นตอนวิธี [ 4 ] - [ 7 ] เพิ่มความฉลาดให้แบตเตอรี่ในผลิตภัณฑ์แบบพกพา เช่น สตรวจสอบยังได้รับการจัดการที่ดีของความสนใจคำว่า ' แบตเตอรี่ ' สมาร์ทเป็นทั่วไป buzzword ที่ผุดขึ้นในหลายบทความ [ 5 ] , [ 8 ] - [ 10 ] อย่างไรก็ตาม ไม่มีคำอธิบายพฤติกรรมของแบตเตอรี่จะได้รับในประเภทนี้ของนิตยสาร จึงเป็นเหตุผลหนึ่งที่ IC การจัดการแบตเตอรี่มีประสิทธิภาพดีกว่าอื่นมักจะไม่เข้าใจ นอกจากนี้มันเป็นเรื่องยากที่จะกำหนดวิธีการทำงานของระบบสามารถปรับปรุง .
นอกจากนี้ ในนิตยสารดังกล่าว มากของข้อมูลเกี่ยวกับการจัดการแบตเตอรี่สามารถพบในวรรณคดี ตัวอย่างเช่น ความสนใจมากจะจ่ายเพื่อหาวิธีการที่ถูกต้องกำหนดแบตเตอรี่ส [ 11 ] - [ 13 ] แบตเตอรี่ฟังก์ชั่นการจัดการที่อธิบายไว้ในบทความนี้ได้มาจากการวัดแบตเตอรี่ อย่างละเอียดตัวอย่างการวัดโค้งจำหน่ายแบตเตอรี่ภายใต้สภาวะต่าง ๆ ที่สุดของการวัดเหล่านี้มากใช้เวลานาน สรุปคือ นอกจากนี้มักจะประจักษ์ .
ในการปฏิบัติหน้าที่การจัดการแบตเตอรี่ที่ใช้ในอุปกรณ์พกพา โดยวิศวกรไฟฟ้า วิศวกรเหล่านี้มักจะรักษาแบตเตอรี่เป็นกล่องสีดำมันมักจะสันนิษฐานว่าแบตเตอรี่เป็นแหล่งจ่ายแรงดันด้วยบางชุดความต้านทาน อย่างไรก็ตาม เพื่อปรับปรุงการทำงานของระบบ อย่างน้อยเข้าใจพฤติกรรมของแบตเตอรี่ในระบบเป็นสิ่งจำเป็น ต้นแบบ ( ส่วนหนึ่งของ ) อุปกรณ์พกพาที่จำเป็นสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ที่เกิดขึ้นจริงและพฤติกรรมการปลดปล่อย บนมืออื่น ๆการจำลองเป็นเครื่องมือที่เป็นประโยชน์ในการได้รับความเข้าใจที่ดีขึ้นของพฤติกรรมของระบบที่ซับซ้อนภายใต้ความหลากหลายของเงื่อนไข จำลองใช้เวลาน้อยกว่าการวัดและไม่มีต้นแบบที่จำเป็น ดังนั้น การมีแบบจำลองของแบตเตอรี่จะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับการพัฒนาของ BMS .
การจำลองแบบของแบตเตอรี่จะได้รับความสนใจมากในวรรณกรรม อย่างไรก็ตาม บางรุ่นได้ถูกสร้างขึ้นโดยนักวิจัยที่มีพื้นหลังทางเคมีไฟฟ้าและซับซ้อนมากและขึ้นอยู่กับหลายสมการคณิตศาสตร์ [ 14 ] , [ 15 ] ดังนั้น รูปแบบดังกล่าวมักจะไม่เหมาะกับวิศวกรที่ต้องใช้แบตเตอรี่ในระบบรุ่นอื่น ๆได้ถูกสร้างขึ้นโดยวิศวกร [ 16 ] โมเดลเหล่านี้จะพร้อมใช้ในการจำลองระบบ แต่ไม่ได้นำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นของพฤติกรรมของแบตเตอรี่ ดังนั้น , จำลองกับรุ่นเหล่านี้มักจะไม่นำความคิดเห็นที่ดีในการจัดการแบตเตอรี่
วิทยานิพนธ์ฉบับนี้เสนอผลของการวิจัยเป็นแบตเตอรี่แบบที่ได้จากการรวมความเชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมไฟฟ้าที่เคมีไฟฟ้า ผลที่ได้คือวิธีการแบบแบตเตอรี่ที่สามารถพร้อมใช้กับแบตเตอรี่ทุกชนิด [ 17 ] - [ 24 ]แบบจำลองผลจากการแปล ( ไฟฟ้า ) เคมีทฤษฎีในรูปแบบเครือข่าย เทียบเท่า โดยใช้หลักการของระบบพลวัตทางกายภาพ [ 25 ] นี้ช่วยให้สามารถใช้การจำลองวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบที่วิศวกรจะคุ้นเคยกับการ นอกจากแบตเตอรี่แรงดันและกระแสภายในความดันก๊าซและแบตเตอรี่อุณหภูมิยังสามารถจำลองและส่วนติดแน่นภายใต้ความหลากหลายของเงื่อนไข นอกเหนือจากการมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมไฟฟ้าของแบตเตอรี่ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะจำลองปฏิกิริยาความร้อน การจำลองแบบการจำลองผลยังช่วยให้ระบาย ภายใต้แรงดันสูง เช่น สะสมไว้ภายในแบตเตอรี่ .
แน่นอนปิดปริมาณข้อตกลงระหว่างผลลัพธ์ของการจำลองการใช้แบตเตอรี่แบบวัดพฤติกรรมของแบตเตอรี่เป็นสิ่งสำคัญ ส่วนของการวิจัยได้อธิบายไว้ในวิทยานิพนธ์นี้คือเพื่อรองรับการปรับข้อตกลงเชิงปริมาณนี้ ผลของการวิจัยนี้จะอธิบายในบทที่ 4
เป็นเปิดเผยโดยชื่อของวิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำแบตเตอรี่รุ่นจะถูกนำมาใช้ในการออกแบบระบบการจัดการแบตเตอรี่ แบตเตอรี่รุ่นสามารถถูกมองว่าเป็น ' โปร่งใส ' ซึ่งในหลักสูตรของปฏิกิริยาต่างๆ สามารถตรวจสอบได้ ตัวอย่างเช่น การชาร์จประสิทธิภาพสามารถวางแผน ประสิทธิภาพของขั้นตอนวิธีที่แตกต่างกันการชาร์จสามารถเปรียบเทียบสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพตัวอย่างของการเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จแบบที่พบในแบบจำลองด้วยแบตเตอรี่แบบ จะอธิบายไว้ในบทที่ 5 [ 24 ] .
แบตเตอรี่ภายใน พฤติกรรมที่เป็นปกติยากที่จะวัดสามารถมองเห็นด้วยรุ่น ตัวอย่างเช่น overpotentials ของปฏิกิริยาทั้งหมดภายในแบตเตอรี่และขั้วความสมดุลศักยภาพสามารถวางแผนระหว่างการทำงานของแบตเตอรี่นี้จะทำให้รูปแบบเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มากในการแสวงหาที่ถูกต้องมากขึ้น สแสดงขั้นตอนวิธี แบบจำลองสามารถนำมาใช้เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกในการรวมของกระบวนการต่าง ๆที่เกิดขึ้นภายในแบตเตอรี่ ตามความเข้าใจนี้ คำอธิบายกะทัดรัดของพฤติกรรมของแบตเตอรี่ที่สามารถมา ผลของความพยายามในการวิจัยในด้านนี้จะอธิบายในบทที่ 6
บางครั้งนักออกแบบจะไม่สนใจในสิ่งที่ไปในภายในแบตเตอรี่ ตัวอย่างเช่นเมื่อจำลองรันไทม์ของอุปกรณ์แบบพกพา ในบางกรณีผู้ออกแบบเป็นเพียงความสนใจในพฤติกรรมการจำหน่ายแบตเตอรี่ภายใต้สภาวะโหลดต่างๆ ส่วนของการวิจัยได้อธิบายไว้ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อหาวิธีการที่เหมาะสมสำหรับการเปิดป่าภายในโทรศัพท์มือถือโดยจะแสดงในบทที่ 7 , แบตเตอรี่แบบที่อธิบายไว้ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้เสนอวิธีง่ายๆในการใช้กลยุทธ์ต่างๆ ในการจัดหาครั้งโดยโทรศัพท์มือถือ นอกจากรุ่นแบตเตอรี่ใช้จะสร้างแบบจำลองของ DC / DC Converter และ PA แบบ BMS .

1.4 ขอบเขตของวิทยานิพนธ์ฉบับนี้บทที่ 2 และ 3 ให้ข้อมูลทั่วไปที่ต้องการเป็นพื้นหลังในอีกบทของวิทยานิพนธ์ฉบับนี้ บทที่ 2 การอธิบายส่วนต่างๆของระบบและการทำงานของพวกเขาในรายละเอียดเพิ่มเติม ตัวอย่างบางส่วนของ BMS ในผลิตภัณฑ์แบบพกพาที่แตกต่างกันจะได้รับการอธิบายอิทธิพลของปัจจัยหลายเรื่องมีความซับซ้อน 

บทที่ 3 เกี่ยวข้องกับภาคกลางของ BMS ,ซึ่งเป็นแบตเตอรี่เอง บางข้อมูลทั่วไปจะได้รับในการก่อสร้าง ประเภท กลไกการดำเนินงานและพฤติกรรมของแบตเตอรี่ .
การวิจัยได้อธิบายไว้ในบทที่ 4 7 แบบแบตเตอรี่รูปแบบหลักของวิทยานิพนธ์นี้ สร้างแบบจำลองของแบตเตอรี่แบบชาร์จได้อธิบายไว้ในบทที่ 4ผู้ที่ต้องการมีความเข้าใจในพื้นหลังและสร้างรุ่นควรอ่านบทนี้ การใช้วิธีแบบจำลองมีการอธิบายในรายละเอียดและรูปแบบสมการทั้ง NiCd และ Li - ion แบตเตอรี่แบบจะได้เป็น เพิ่มเติมความพยายามที่จะปรับปรุงข้อตกลงระหว่างผลลัพธ์ของแบบจำลองเชิงปริมาณและการวัดอย่างละเอียดจะกล่าวถึงสำหรับ NiCd นางแบบ บทที่ 5 , 6 และ 7 จัดการกับการออกแบบระบบ . บทนี้อธิบายการใช้แบตเตอรี่รุ่นของบทที่ 4 และรุ่นอื่น ๆ ค้นหา ปรับปรุงระบบโครงร่างหนึ่งไม่ต้องอ่านบทก่อน เพื่อให้เข้าใจเนื้อหาของบทนี้ จะกล่าวถึงขั้นตอนวิธี
ชาร์จในบทที่ 5 แบตเตอรี่ เป็นรุ่นของแบตเตอรี่สามารถพร้อมที่จะใช้ในการพัฒนาใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการชาร์จ อัลกอริทึม บทที่ 6 เกี่ยวข้องกับความมุ่งมั่นของแบตเตอรี่ส . วิธีการที่เป็นไปได้หลายเปรียบเทียบ นอกจากนี้ระบบบ่งชี้ สใหม่ เสนอมา และ ทดสอบ บนพื้นฐานของการจำลองการใช้แบตเตอรี่แบบ และความรู้ที่ได้รับในการวัดแบตเตอรี่ วิธีการที่เหมาะสมสำหรับใช้ในโทรศัพท์มือถือได้อย่างมีประสิทธิภาพขั้นตอนที่อธิบายไว้ในบทที่ 7 กลยุทธ์นี้มีชื่อว่าประสิทธิภาพการควบคุม [ 26 ] เป็น DC / DC Converter เป็นสิ่งจำเป็นที่จะใช้ควบคุมประสิทธิภาพข้อมูลพื้นฐานบางอย่างเกี่ยวกับเทคนิคการแปลงแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ผลการวัดจะหารือเพื่อกำหนดประโยชน์ของการควบคุมประสิทธิภาพในการปฏิบัติ และเพื่อเปรียบเทียบกับผลการจำลอง สรุปวาดในบทที่ 8 และข้อเสนอแนะเพื่อการวิจัยต่อไปในเขตข้อมูลที่น่าตื่นเต้นของระบบทั่วไป และแบตเตอรี่แบบพิเศษ