Meastachán ar Staid Muirear Ceallraí (SOC).
Samhlacha Coitianta Battery
Tá próiseas imoibrithe leictriceimiceach cadhnraí cumhachta casta, faoi thionchar fachtóirí iomadúla agus neamhchinnte. Is fadhb ildisciplíneach agus il-réimse í samhaltú matamaitice an phróisis seo, agus bhí sé ina phríomhfhócas agus ina dhúshlán i gcónaí don saol acadúil agus don tionscal araon. Is paraiméadair intomhaiste críochta iad excitation ionchuir (ualach-sruth) agus tuairimí aschuir (voltas agus teocht) ceallraí cumhachta don chóras bainistíochta ceallraí cumhachta. Tá samhaltú cruinn riachtanach chun cur síos níos cruinne a dhéanamh ar shaintréithe seachtracha cadhnraí cumhachta, chun halgartaim meastachán stáit ceallraí cumhachta iontaofa a dhearadh, agus chun córais bhainistíochta fuinnimh is fearr a fhorbairt le haghaidh feithiclí nua fuinnimh. Roinntear samhlacha ceallraí cumhachta coitianta go príomha i múnlaí leictreamaiceimiceacha, samhlacha ciorcaid choibhéiseacha, agus samhlacha foghlama meaisín.
(1) Múnla Leictriceimiceach
I lár na 1990idí, bhunaigh M. Doyle, TF Fuller, agus J. Newman ó Ollscoil California, Berkeley, samhail bhréagach dháthoiseach (P2D) bunaithe ar theoiric na leictreoidí póiriúla agus na dtuaslagáin chomhchruinnithe, ag leagan an bhunsraith d'fhorbairt samhlacha meicníochta leictriceimiceach. Úsáideann an tsamhail seo sraith de chothromóidí difreálach páirteach agus cothromóidí ailgéabracha chun cur síos cruinn a dhéanamh ar idirleathadh agus imirce na n-ian litiam taobh istigh den cheallraí cumhachta, imoibrithe leictreamaiceimiceacha ar dhromchla cáithníní gníomhacha, dlí Ohm, agus caomhnú muirir, i measc feiniméin leictriceimiceach eile. Go dtí seo, díorthaítear agus forbraítear an chuid is mó de na samhlacha leictreamaiceimiceacha ón múnla seo. Is múnla céadphrionsabail é múnla leictriceimiceach a fhéadfaidh insamhail chruinn a dhéanamh ní hamháin ar shaintréithe seachtracha ceallraí cumhachta ach freisin ar dháileadh agus ar athruithe saintréithe inmheánacha (cosúil le tiúchan na n-ian litiam sna leictreoidí agus leictrilít, agus an t-imoibriú overpotential, atá deacair a thomhas). I gcomparáid le samhlacha ceallraí cumhachta eile, is féidir le samhlacha leictreamaiceimiceacha cur síos níos doimhne ar na frithghníomhartha micreascópacha taobh istigh den cheallraí cumhachta agus tá brí fisiceach níos soiléire acu.
Tá samhlacha P2D ilúsáideach agus inscálaithe, infheidhme maidir le cineálacha ceallraí le córais ábhar éagsúla, agus is féidir iad a fhorbairt agus a leathnú go samhlacha cúplála il-réimse níos casta. Mar sin, tá ról do-athsholáthair ag samhlacha P2D i samhaltú ceallraí. Mar sin féin, tá cothromóidí páirteacha difreálaigh casta agus paraiméadair iomadúla leictriceimiceacha iontu, rud a chuireann ardéilimh ar chumais ríomhaireachtúla an Chórais Bhainistíochta Ceallraí (BMS). Faoi láthair, úsáidtear modhanna uimhriúla go príomha le réiteach samhlacha P2D, mar shampla an modh difríochta críochta, an modh eiliminte críochta, agus an modh toirte críochta.
(2) Múnla Ciorcaid Coibhéiseach
Úsáideann an tsamhail chiorcaid choibhéiseach eilimintí ciorcaid traidisiúnta mar fhriotóirí, toilleoirí, agus foinsí tairiseach voltais chun líonra ciorcad a fhoirmiú chun cur síos a dhéanamh ar shaintréithe seachtracha na ceallraí cumhachta. Úsáideann an tsamhail seo foinse voltais chun fórsa cothromaíochta teirmidinimice electromotive na ceallraí cumhachta a léiriú, agus líonra RC chun cur síos a dhéanamh ar shaintréithe dinimiciúla na ceallraí cumhachta. Tá infheidhmeacht mhaith ag an tsamhail chiorcaid choibhéiseach maidir le stáit oibriúcháin éagsúla na ceallraí cumhachta, agus is féidir cothromóidí stáit an mhúnla a dhíorthú, rud a éascaíonn anailís agus cur i bhfeidhm. Baineadh úsáid fhorleathan as an tsamhail chiorcaid choibhéiseach i samhaltú feithiclí fuinnimh nua agus i dtaighde insamhalta agus i múnla-BMS bunaithe. Taispeánann Fíor 7-27 samhail chiorcaid choibhéiseach tipiciúil de cheallraí cumhachta comhdhéanta de struchtúir líonra n RC, dá ngairtear an tsamhail n-RC. Tá trí chuid sa mhúnla seo:
1) Foinse Voltais: Is é $U_{oc}$ voltas ciorcaid oscailte na ceallraí cumhachta.
2) Friotaíocht Inmheánach Ohmic: Is é $ R_o$ friotaíocht teagmhála na n-ábhar leictreoid ceallraí cumhachta, leictrilít, friotóir leithlisithe, agus comhpháirteanna éagsúla.
3) Líonra RC: Déantar cur síos ar shaintréithe dinimiciúla na ceallraí cumhachta, lena n-áirítear tréithe polaraithe agus éifeachtaí idirleata, ag an bhfriotaíocht polaraithe $R_p$ agus toilleas polaraithe $C_p$, áit a bhfuil $i=0, ..., n_s$.
I bhFíor 7-27, is ionann Up agus voltas polaraithe na ceallraí cumhachta.
Bunaithe ar dhlí voltais agus dlí reatha Kirchhoff, agus ar an ngaol idir athrú voltais an toilleora agus an sruth, is féidir cothromóid spáis staid-an tsamhail chiorcaid a chur in iúl mar:
Is cásanna speisialta den mhúnla ciorcaid choibhéiseach n-RC iad na samhlacha ciorcaid coibhéiseacha ceallraí cumhachta a úsáidtear go coitianta ar nós an tsamhail Rint, samhail Thevenin, agus múnla Dual Polarization (DP) nuair a bhíonn n=0, n=1, agus n=2, faoi seach, agus úsáidtear iad go forleathan in halgartaim meastacháin agus bainistíochta staid ceallraí cumhachta.
(3) Múnlaí Foghlama Meaisín
Ní éilíonn samhlacha meaisínfhoghlama eolas ar chomhdhéanamh inmheánach na ceallraí agus ar mheicníochtaí imoibrithe sonracha; ní mór dóibh ach sonraí oibriúcháin stairiúla na ceallraí a fháil (reatha, voltas, teocht, etc.). Go bunúsach, bunaíonn siad feidhmeanna mapála neamhlíneacha idir athróga trí mhodhanna atá tiomáinte ag sonraí. Is é an buntáiste is mó a bhaineann leis an gcineál seo múnla ná a infheidhmeacht maidir le cineálacha éagsúla ceallraí, a solúbthacht maith, agus a chumas insamhail iomlán a dhéanamh ar shaintréithe neamhlíneacha iompar ceallraí.
I réimse na bainistíochta agus rialaithe ceallraí cumhachta, cuimsíonn na modhanna foghlama meaisín a úsáidtear go príomha loighic doiléir, líonraí neural, meaisíní veicteoir tacaíochta, agus a n-halgartaim chomhcheangailte. I mí an Mhárta 2016, chuir bua AlphaGo thar curadh domhanda Go Lee Sedol beocht nua isteach san fhoghlaim dhomhain, rud a chuir tús le tonn nua taighde agus feidhmiúcháin, a cuireadh i bhfeidhm freisin ar bhainistíocht ceallraí. Le go leor sonraí ceallraí le haghaidh oiliúna, is féidir leis an gcineál múnla seo feidhmíocht thuarthach maith a bhaint amach. Mar sin féin, níl brí fhisiceach ag an múnla seo, tá sé dothuigthe, agus cuireann cainníocht agus cáilíocht na sonraí oiliúna isteach go mór ar a fheidhmíocht, rud a fhágann go bhfuil sé deacair a iontaofacht agus a stóinseacht a ráthú nuair a chuirtear i bhfeidhm é ar chórais bhainistíochta ceallraí.
