Υλοποίηση Ηλεκτροχημικού Μοντέλου Μπαταρίας Ιόντων Λιθίου και εκτίμηση της Κατάστασης Φόρτισης με χρήση Τεχνητών Νευρωνικών Δικτύων

Ρουσακάκη, Αγγελική; Rousakaki, Angeliki

dc.contributor.author	Ρουσακάκη, Αγγελική	el
dc.contributor.author	Rousakaki, Angeliki	en
dc.date.accessioned	2017-07-19T05:58:15Z
dc.date.available	2017-07-19T05:58:15Z
dc.date.issued	2017-07-19
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45263
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14139
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Συσσωρευτής	el
dc.subject	Λίθιο	el
dc.subject	Νευρωνικά Δίκτυα	el
dc.subject	Κατάσταση Φόρτισης	el
dc.subject	Ηλεκτροχημεία	el
dc.subject	Battery	el
dc.subject	Lithium	el
dc.subject	Neural Networks	el
dc.subject	SOC	el
dc.subject	Electrochemistry	el
dc.title	Υλοποίηση Ηλεκτροχημικού Μοντέλου Μπαταρίας Ιόντων Λιθίου και εκτίμηση της Κατάστασης Φόρτισης με χρήση Τεχνητών Νευρωνικών Δικτύων	el
dc.title	Electrochemical Li-ion Battery Model and estimation of State of Charge with Neural Networks	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Συσσωρευτές	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-03-20
heal.abstract	Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αποτελούν ένα από τα σημαντικότερα μέσα αποθήκευσης ενέργειας. Οι προβλέψεις για αυτά τα συστήματα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας είναι πολύ καλές, όπως υποστηρίζει η επιστημονική κοινότητα και το συμπέρασμα που εξάγεται είναι ότι η αγορά για τις μπαταρίες λιθίου ιόντων έχει τεράστιες δυνατότητες και βρίσκεται στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος των ανθρώπων που ασχολούνται με τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Μια ακόμα ώθηση αποκτά η αγορά αυτών των μπαταριών από τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Τα τελευταία τρία χρόνια κατασκευάστηκαν περίπου 500.000 ηλεκτροκίνητα αυτοκίνητα. Οι προβλέψεις κάνουν μάλιστα λόγο ότι μέχρι το 2030 ένα στα τρία αυτοκίνητα θα είναι ηλεκτροκίνητο. Οι μπαταρίες τύπου ιόντων λιθίου βρίσκουν εφαρμογή και στα «έξυπνα» δίκτυα, στρέφοντας έτσι το ενδιαφέρον ακόμη περισσότερο στην μελέτη για βελτιστοποίηση της απόδοσης τους. Στο πλαίσιο της συγκεκριμένης εργασίας μελετάται ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης της επιτήρησης της κατάστασης φόρτισης (State Of Charge). Το SOC είναι μια σημαντική παράμετρος για την μπαταρία και συνδέεται άμεσα με την χωρητικότητά της και άρα με την απόδοσή της. Έτσι, η σωστή εκτίμηση του μπορεί να αποτρέψει την ανεπανόρθωτη υποβάθμιση ενός κελιού Li-ion από μια υπερφόρτιση ή υπερ-εκφόρτιση, επιμηκύνοντας την διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Πρώτο βήμα για την προσέγγιση του προβλήματος αυτού, είναι η σχεδίαση ενός ηλεκτροχημικού μοντέλου μπαταρίας ιόντων λιθίου και συγκεκριμένα εκείνης που έχει ως υλικό καθόδου το LiFePO_(4.) Οι μπαταρίες με αυτό το υλικό καθόδου είναι πολύ δημοφιλείς σε εφαρμογές ηλεκτρικών αυτοκινήτων λόγω των ομαλών καμπύλων εκφόρτισης και της μεγάλης πυκνότητας ισχύος που διαθέτουν. Το μοντέλο αυτό αφορά ένα κελί μπαταρίας και δέχεται ως είσοδο ένα ρεύμα φόρτισης/εκφόρτισης και παράγει σαν έξοδο το SOC. Η μοντελοποίηση έγινε με χρήση της γλώσσας προγραμματισμού MATLAB. Στη συνέχεια, λαμβάνοντας υπόψιν τη μη γραμμική σχέση μεταξύ του SOC και των δυναμικών χαρακτηριστικών της μπαταρίας, προτείνεται η εκτίμησή του με την μέθοδο των τεχνητών νευρωνικών δικτύων. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικοί τύποι νευρωνικών δικτύων με ανάδραση σφάλματος. Έτσι, για τυχαίες φορτίσεις και εκφορτίσεις συγκρίνονται οι έξοδοι του νευρωνικού δικτύου με την έξοδο του μοντέλου μπαταρίας και εξάγονται συμπεράσματα από την εφαρμογή της παραπάνω μεθοδολογίας.	el
heal.advisorName	Ρήγας, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Γεωργιλάκης, Παύλος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	true