[SOC Estimation by EKF] 13주차 (3/18~3/22)

1. 지난 주 계획

• ECM Parameter 계산 완료 후 SOC Estimation 진행
  • Hysteresis 특성을 반영한 Estimation 방안 연구
• 추가 참고 자료 분석 : Battery Management Systems, Volume ll : Equivalent-Circuit Methods

 

2. 연구 내용

1) 실험 Data 분석

• 총 100번의 방전 실험 진행 후 3개 간격으로 총 32개의 Data 추출
• (실험 데이터 공유 불가)

 

• 이후 Vo, Vi, Vf 지점 도출 후 아래 수식을 통해 ECM Parameter 값 계산
  • NCM Cell과 동일한 방식
  • 시정수일 때의 전압이 측정되지 않아 𝛕 = 0.03s로 가정하고 계산 진행

• 32개에 대한 계산 진행 후 평균값 계산
• 이후 단자 전압 예측 결과를 살피며 실험적 Tuning 진행

 

• 충/방전 Case로 분리 후 각각의 경우에 대한 ECM Parameter 값 지정

 

• 0.01C 충/방전 전압 응답을 OCV-SOC Look Up Table로 사용
  • 두 Cell 모두 충/방전을 구분
• Cell의 Data Sheet상 전체 전압 구간에 대한 SOC가 아닌 주로 동작하게 될 Usable 범위에 대한 Look Up Table 구성
• EKF 과정에서 측정값으로 활용할 0.1C 충/방전 전압 응답 Data 정리

 

2) Matlab Simualtion

Simulation 시나리오

• NCM : SOC 100% - 5% 간의 충/방전 과정에서의 SOC 추정
• LFP : SOC 100% - 3% 간의 충/방전 과정에서의 SOC 추정

 

Matlab Simulation 구조

• 기존 Matlab Simulation 구조에서 초기화, 실험 Data 인가 부분을 별도 함수로 분리
• 지정한 Sampling Time으로 총 k번의 Simulation 진행
  • 전체 Simulation 후 RMSE로 전류적산법과 EKF의 SOC 추정 오차율을 비교

 

2-1) Simulation 결과 1 : NCM

 

 

충/방전 SOC 추정 RMSE 비교

• 총 20번의 Simulation 진행 후 전류적산법과 EKF의 RMSE 비교 및 차이값 계산

• 충전의 경우 EKF와 전류적산법이 번갈아가며 더 높은 정확도를 보임
• 방전의 경우 EKF가 지속적으로 더 높은 정확도를 보임

 

2-2) Simulation 결과 2 : LFP

 

 

• NCM과 동일한 방식으로 RMSE 비교
• 충/방전 모두에서 전류적산법과 EKF가 번갈아가며 더 높은 정확도를 보임

 

3. 향후 계획

• 전체 SOC Estimation 연구 과정 정리