Po teh pravilih imamo možnost z BC iz tabele 3.1 zgraditi naslednje BP:
na osnovi BC VTC5, VTC6A in Melasta SLPB9544124. Njihove karakteristike
3.2 Merilna veriga 25
prikazuje tabela 3.2.
Oznaka celice SONY VTC5 SONY VTC6A Melasta Melasta 18650 21700 SLPB9544124 SLPB9070175
Število segmentov 6 6 6 6
Vezava BP 8p108s 5p108s 3p108s 2p108s
Maksimalna napetost BP 450 V 450 V 450 V 450 V
Kapaciteta 9,3 kWh 9 kWh 8,7 kWh 9,9kWh
Povprečni razmernik
praznjenja 7,7 C 7,5 C 12,8 C 12,3 C
Masa BP 38,3kg 37,2kg 38,4 kg 50,76kg
Cena 4300 EUR 3500 EUR 11000 EUR 12200 EUR
Tabela 3.2: Osnovni podatki baterijskih paketov iz izbranih BC
BC VTC5 so bile uporabljene kot osnova za BP v dirkalnih v sezonah 2018 in 2019. Teža segmenta je manjša od omejitve, je pa pri maksimalni porabi razmerje praznjenja blizu meje, ki jo priporoča proizvajalec, s čimer hitreje zmanjšujemo življenjsko dobo BC. Pri obeh Melastinih BC smo tudi ob robnih pogojih prazn-jenja znotraj omejitev proizvajalca. Sama kapaciteta BP na osnovi SLPB9544124 je nekoliko nižja, vendar lahko pričakujemo manjše notranje izgube, zaradi nižje notranje upornosti R. Kapaciteta bo po izkušnjah iz prejšnjih sezon v tej vezavi zadostovala. BP iz SLPB9070175 ima precej večjo kapaciteto, zato bi bil bolj primeren za 600 V BP (vezava 1p156s, kapaciteta 7,2 kWh), ki bi napajal štirikolesni pogon. Melastine BC imajo večjo težo, ampak bo celotna teža BP zaradi manjšega hladilnega sistema na koncu nižja, kot če bi uporabili Sony-eve BC. Sam BP na osnovi ploščatih BC je dražji, a če so takšne BC na testu boljše, cena ni problematična.
3.2 Merilna veriga
BC smo praznili s konstantnimi tokovnimi pulzi pri konstantni temperaturi.
Za praznjenje BC smo uporabili elektronsko breme Rigol dl3021a [19]. Za
vz-26 Meritev karakteristik
postavitev primernih temperaturnih pogojev smo uporabili temperaturno ko-moro, ki so nam jo posodili v Laboratoriju za fotovoltaiko in optoelektroniko (Fakulteta za elektrotehniko, UL). Merilno shemo prikazuje slika 3.3.
Slika 3.3: Merilna shema
Za merjenje karakteristike smo uporabili program Matlab. Preko programa v Matlab-u smo upravljali z elektronskim bremenom, ki je meril napetost, ter uravnavali tok praznjenja, hkrati pa smo upravljali tudi s komoro, ki je zagotavl-jala želene temperaturne pogoje. Z obema napravama je komunikacija potekala preko vodila USB. Komunikacija z elektronskim bremenom je bila vzpostavljena s pomočjo standardnih programskih ukazov za merilne instrumente (ang. standard commands for programmable instruments oz. SCPI), komunikacija s temper-aturno komoro pa preko delno prilagojenega jezika SCPI.
Program je zasnovan tako, da teče v samostojnem opravilu, s čimer se zagotovi ustrezna frekvenca izvajanja. Zaradi dolžine meritve smo frekvenco vzorčenja nastavili na 1 Hz. Skripta za zajem podatkov je sestavljena iz treh delov. Po inicializaciji instrumentov in merilne kartice sledi prvi del. To je zajem podatkov o napetosti in toku iz bremena Rigol. Drugi del predstavlja zajem podatkov o
3.2 Merilna veriga 27
temperaturi, tretji del pa varnostne pogoje, s katerimi preprečujemo poškodbe BC. Za zagotavljanje ustrezne merilne negotovosti se pri vsaki ponovitvi izvede 10 meritev, ki se nato povprečijo.
3.2.1 Meritve z elektronskim bremenom Rigol dl3021a
Z elektronskim bremenom merimo napetost ter uravnavamo tok praznjenja.
Posebnost našega testa je, da imamo nizke napetosti, želimo pa imeti visoke tokove praznjenja. Z bremenom smo opravili tudi meritve segrevanja celice za potrebe načrtovanja hlajenja, ki je bil v domeni strojnikov. Breme Rigol omogoča merjenje napetosti do150 V in praznjenje s tokom do60 A. Od vseh bremen, do katerih smo imeli odstop, je bilo to breme edino ustrezno. Strojniki so za vred-notenje modela hlajenja v programu ANSYS pripravili zahteven obremenitveni cikel, ki je zahteval tokovne spremembe za 60 A v 1 ms. Maksimalni tokovni odziv instrumenta je 5 µA/s. Za dvig toka od 0 A do 60 A torej spremembo opravimo v 300 µs in tako lahko s tem bremenom izvedemo test. Temperaturno območje delovanja naprave je25 ± 5◦C, kar je primerna temperatura za meritev v laboratoriju. Natančnost zajema meritev je pogojena z enačbo
u= (u+ ∆T ∗Tppm)·X+ (u+ ∆T ∗Tppm)·Xrange (3.1) kjer je u natančnost,∆T odstopanje od meja temperaturnega območja,Tppm tem-peraturni koeficient, X izmerjena veličina, Xrange pa razpon merilnega območja merjene veličine v konstantno-praznilini funkciji. Naprava omogoča nastavljanje tokovne porabe v celotnem merilnem območju. Njena natančnost se izračuna po podobni enačbi kot natančnost meritev, le da je u programirljiva natančnost naprave inX obremenitvena veličina. Specifikacije bremena prikazuje tabela 3.3, tabela 3.4 pa specifikacije obremenitvenih načinov.
Natančnost meritve napetosti bo zaradi ustrezne temperature v laboratoriju (22 ◦C) ±0,05 % (pri merilnem območju 150 V bo napake 75 mV), natančnost praznjenja preko funkcije konstantnega toka bo±0,05 %(pri merilnem območju 60 A bo napake30mA).
28 Meritev karakteristik
Veličina Območje (FS) Resolucija Natančnost Temperaturni koeficient Tok 0−60A 0.1 mA ±(0,05 % + 0,05q%F S) 50ppm/◦C Napetost 0−150V 0,1 mV ±(0,05 % + 0,02 %F S) 20ppm/◦C
Tabela 3.3: Specifikacije za zajem veličin na bremenu Rigol dl3021a
Veličina Območje (FS) Resolucija Natančnost Temperaturni koeficient CC mode 0 −60A 1mA ±(0,05 % + 0,05 %F S) 100ppm/◦C CV mode 0 −150V 5mV ±(0,05 % + 0,025 %F S) 50ppm/◦C
Tabela 3.4: Specifikacije obremenitvenih načinov konstantnega toka (CC) in napetosti (CV) za breme Rigol dl3021a
3.2.2 Meritve s temperaturno komoro
S temperaturno komoro želimo BC pripeljati v poljubno temperaturno delovno točko. Zahtevi, ki sta se pojavili pri izbiri sta bili:
• da je merilna negotovost manjša od ±0,2◦C, ter
• da nihanje temperature znotraj komore ne preseže ±0,5 ◦C.
Temperaturna tipala v komori sta bila termistorja NTC. Eden je bil prilepljen neposredno na BC z namenom spremljanja njene temperature, drugi pa je meril temperaturo v komori, s čimer je predstavljal tudi senzorski člen v regulacijski zanki. Za komunikacijo z njima je bila uporabljena serijska povezava.
3.3 Meritve in parametrizacija praznilnih karakteristik
3.3.1 Izbira delovnih točk in obremenitvene karakteristike
Med merjenjem praznilnih karakteristik se je izkazalo, da različne tokovne obre-menitve na parametre vplivajo precej manj kot temperatura, zato smo analizirali le praznjenje s tokom 10 A. Zaradi časovne potratnosti meritev smo se odločili za 10 pulzov, kjer vsak traja po 60 s. Pri tem ob vsakem ciklu izpraznimo BC za
3.3 Meritve in parametrizacija praznilnih karakteristik 29
10 %SOC, ki mu sledi 9 minutna regeneracija (slika 3.4: Tokovno-obremenitvena karakteristika). S tokovno obremenitvijo izmerimo praznilno karakteristiko BC (slika 3.4: Napetostna obremenitvena karakteristika, Voltage). Dirke potekajo poleti, ko se temperature na dirkališčih gibajo med 20 ◦C in 40 ◦C, odvisno od časa nastopa. Od tu izvirajo prve tri temperaturne delovne točke (22◦C,30 ◦C in40◦C). Ker pa se BP med vožnjo še dodatno segreva, smo dodali še DT50◦C.
Pri 60 ◦C parametrizacija ni več smiselna, saj je BP že preblizu meje izklopa dirkalnika zaradi pregrevanja.
Slika 3.4: Praznilna karakteristika BC SLPB9544124 pri temperaturi 40◦C
3.3.2 Parametrizacija
Iz obremenitvene karakteristike določimo območja praznjenja in umiritve za določitev parametrov z večplastno tehniko (Podpoglavje 2.5). Na sliki 3.4 so z rdečimi krogi so označeni območja praznjenja, z zelenimi karami pa območja umir-itve. Iz meja območji preko padca napetosti izračunamo začetne približke R0 za posamezne odseke, iz umiritvenih območji pa začetne približke OCV. Za začetne približke gre zato, ker se bosta parametraR0in OCV ob iskanju ustrezne krivulje
30 Meritev karakteristik
prilagajanja karakteristiki rahlo spremenila. Za pospešitev konvergence metode LSQNONLIN pri iskanju optimalne prilagajoče krivulje smo z linearno regresijo poiskali boljši začetni približek. Po končanem iskanju prilagajoče krivulje, izraču-namo povprečno in maksimalno odstopanje med krivuljo. Prileganje krivulje in razlika med meritvami in simulacijo so prikazane na sliki 3.5. Povprečna napaka končnega BP ne sme presegati2V, kar pri vezavi 108 celic pomeni, da posamezna BC ne preseže povprečne napake 18 mV. Končni parametri prilagajoče krivulje se za lažji pregled in oceno kvalitete rešitev optimizacije grafično izrišejo (slika 3.6).
Slika 3.5: Primerjava praznilne karakteristike in simulacijskih podatkov iz modela TOEC na podlagi parametrizacije praznilne karakteristike BC SLPB9544124 pri temperaturi 40◦C
3.4 Primerjava parametrov 31
Slika 3.6: Primer grafičnega izrisa parametrov praznile karakteristike baterijske celice Melasta SLPB9544124 pri temperatur 40◦C
3.4 Primerjava parametrov
3.4.1 Primerjava parametrov baterijskih celic v isti temperaturni de-lovni točki
Vsem BC iz tabele 3.1 smo izmerili karakteristike v delovnih točkah in jih parametrizirali (poglavje 3.3). V tem poglavju bom primerjal le parametre BC pri 30◦C, saj za ostale delovne točke veljajo podobne ugotovitve. Iz grafa parametra Em (slika 3.7 Em) je razvidno, da imata Melastini BC boljšo napetostno stabil-nost, hkrati pa je tudi minimalna priporočljiva napetost višje kot pri cilindričnih BC. Obe Melastini BC imata tudi manjše časovne konstante, kar pomeni da imata hitrejši odziv. Pri BC VTC5 in VTC6A opazimo stabilnost časovnih konstant, kar zagotavlja konstanten odziv in predstavlja prednost pred Melastinima BC.
Pri primerjavi parametrov R0 se Melastini BC izkažeta veliko bolje kot Sony-evi
32 Meritev karakteristik
Slika 3.7: Parametri Em inT1, T2,T3 temperaturi 30◦C
(slika 3.8). To je bilo razvidno že iz podatkovnega lista (tabela 3.1). Meritve R0 so se približale tem vrednostim. Iz primerjave lahko zaključimo, da sta obe Melastini BC boljši od Sony-jevih, Melasta SLPB9544124 pa je zaradi zahtev v tabeli 3.2 boljša izbira kot Melasta SLPB9070175.
Slika 3.8: Parametri R0,R1, R2, R3 temperaturi 30 ◦C
3.4 Primerjava parametrov 33
3.4.2 Primerjava parametrov baterijske celice Melasta SLPB9544124 v temperaturnih delovnih točkah
Iz primerjave parametrov Em in T1, T2, T3 (slika 3.9) različnih temperatur je opazno, da je Em neodvisen od temperature. Časovne konstante pri temperatu-rah 30 ◦C in 50 ◦C so konstantne. Po pričakovanju je BC pri višji temperaturi rahlo bolj odzivna. Pri temperaturi 40 ◦C je bila konvergenca pri optimizaciji prilagajoče krivulje nekoliko slabša, kar se odraža v večjem odstopanju vrednosti časovnih konstant pri različnem SOC.
Slika 3.9: Parametri Em in T1, T2, T3 Melasta SLPB9544124 pri temperaturah 30 ◦C,40 ◦C in 50◦C
Pri parametrizaciji R0, R1, R2 in R3 je iz rezultatov opazno, da se z dvigom temperature R0 BC zmanjšuje, saj se zaradi višje temperature in večje notranje energije e− lažje iztrgajo iz kristalne mreže (slika 3.10).
34 Meritev karakteristik
Slika 3.10: Parametri R0, R1, R2, R3 Melasta SLPB9544124 pri temperaturah 30◦C, 40◦C, 50 ◦C
3.4.3 Tolerance in ponovljivost
Zaradi vzporedne vezave BC morajo imeti le-te čim bolj enako kapaciteto in upornost R0, da se praznijo čim bolj enakomerno. V primeru, da se BC praznijo s precej različno hitrostjo, se bo posamezna vrsta izpraznila hitreje, kar lahko povzroči padec napetosti v tej vrsti pod dovoljeno minimalno priporočljivo napetost. V tem primeru se bo ta vrsta celic začela pregrevati in sistem BMS bo iz varnostnih razlogov izključil dirkalnik. V takšnem primeru ne zaključimo vztrajnostne preizkušnje in s tem izgubimo dragocene točke, hkrati pa lahko poškodujemo tudi BC in ogrozimo varnost voznika.
Proizvajalec v podatkovnem listu zagotavlja tolerancoRznotraj20 %in toler-anco napetosti znotraj0,7 %. Ker so to previsoke tolerance, smo pri proizvajalcu naročili BC, ki bodo imele toleranco Rznotraj 3 %. Želja je seveda imeti še nižje meje toleranc, a bi s tem prekoračili predviden proračun za BP.
Ob dostavi BC nam je proizvajalec poslal tudi podatke o njihovih meritve
3.4 Primerjava parametrov 35
kapacitete in notranje upornosti za vsako poslano BC. Že po njihovih meritvah so bile tolerance rahlo boljše. Testirane so bile tri BC, odstopanja pa so bila znotraj 3 %, saj je bila takšna že merilna negotovost bremena, temperatura pa je bila regulirana v območju ±1 ◦C. Proizvajalec v podatkovnem listu zagotavlja, da se upornost spreminja za manj kot 0.1 mΩ/◦C.
36 Meritev karakteristik
4 Modeliranje baterijske celice
4.1 Izbira modela
Pri izbiri strukture modela BC sem se odločal med različnim številom RC členov.
Pri večanju števila členov (n < 4) se natančnost simulacije znatno povečuje, nadalje pa zaradi velikih časovnih konstant le rahlo. Večanje števila RC členov bi tako bilo smiselno le, če bi želeli celico opazovati skozi daljše časovno obdobje, kar je pri uporabi na dirki nesmiselno, smiselno pa bi bilo pri uporabi v osebnem EV. Vhodni parameter v model je moč, ki jo želimo dovesti na motorje. Ta se pred tem izračuna kot razlika navorov obeh pogonskih motorjev, nato pa jo omeji še regulator za preprečevanje zdrsa pogonskih koles. Notranja stanja modela so stanje SOC, napetost BC, moč, ki jo zagotavlja BC in izgube, ki nastajajo v njej.
Za možnost nadaljnje dodatne analize se dodatno spremljata še energiji, ki ju BC sprosti in izgubi.
4.2 Mehanski modeli
Za lažjo predstavitev modela so v nadaljevanju predstavljene posamezne mehanske komponente baterijskega paketa. Te so:
• baterijske celice,
• baterijski segment in
• baterijski paket.
37
38 Modeliranje baterijske celice
4.2.1 Baterijske celice
Pri modeliranju sem se primarno osredotočil na dva modela celic (slika 4.1):
• cilindrične BC Sony VTC5, ki so uporabljene v dirkalnikih Svarog in Eldrax ter
• ploščate BC Melasta SLPB9544124, ki so uporabljene v dirkalniku Ta-baluga.
Slika 4.1: Baterijska celica VTC5 (levo) in baterijska celica Melasta SLPB9544124 (desno)
Same prednosti in slabosti posameznih tipov celic sem razdelal v poglavju 2.3.
Pomembna lastnost BC je njena odvisnost od temperature, ki je pogojena pred-vsem s hlajenjem BP. Iz poglavja 2.6 je razvidno, da je kvaliteta hlajenja odvisna od površine BP, svoj del pa prispeva tudi sama zgradba BP.
4.2.2 Baterijski segment
Mehanski sestav baterijski segment je sestavljen iz BC, nosilcev in nadzornega sistema BC (v nadaljevanju BMS, ang. Battery Manegment System). Ohišje je sestavljeno iz plastike POM-C, BC pa so med seboj povezane z bakrenimi ploščicami, ki so lasersko zavarjene na kontakte BC. Zaradi oblike BC je jasno, da se bosta segmenta med seboj vizualno zelo razlikovala, po samih parametrih (napetost, kapaciteta in teža segmenta) pa sta si zelo podobna (tabela 3.1). Zaradi
4.2 Mehanski modeli 39
drugačne oblike segmentov je bilo potrebno na novo zasnovati tudi njuno hlajenje.
Slika 4.2: Segment iz BC VTC5 (levo), sprednja stran segmenta iz BC Melasta (sredina) in zadnja stran segmenta iz BC Melasta, kjer je viden tudi BMS (desno)
4.2.3 Baterijski paket
Oba BP sta narejena kot plastna strukturna kompozita (plast ogljikovih vlaken, plast specialnega satja, plast ogljikovih vlaken, ang. Sandwich-structured com-posite) [20]. Sestavljena sta iz tal baterije, šestih zabojnikov za segmente, ba-terijskega pokrova in hladilnega sistema. Bistvena razlika med obema BP je predvsem v hladilnem sistemu, ki je, v primerjavi s tistim iz dirkalnika Svarog, nadgrajen (slika 4.3)
Slika 4.3: BP dirkalnika Tabaluga, ki uporablja BC Melasta SLPB9544124 (levo) in BP dirkalnika Svarog, ki uporablja BC VTC5 (desno).
40 Modeliranje baterijske celice
4.3 Implementacija modela baterijske celice v Matlab Simulinku
Kot že omenjeno, je vhodna veličina v model BC moč, ki jo želimo zagotoviti ob danem časovnem trenutku. Izhodi modela so stanje SOC, napetost BC, moč in izgube, ki so posledica segrevanja BC.
Za lažje in hitrejše delo z modelom je bloku BC dodan vmesnik, ki zahteva vnos parametrov BC. Tako je omogočeno tudi hkratno testiranje različnih BC v istem simulacijskem oknu z enako obremenitveno karakteristiko. Model je ses-tavljen iz treh RC členov, notranje upornosti in napetostnega vira. Model se je testiral z različnim številom RC členov, zato je sestavljen po principu superpozi-cije. Posamezni gradniki so: Em, R0, ter RCn (n= 1,2,3) členov.
Em in R0 sta določena s prireditveno tabelo izračunanih parametrov iz poglavja 3.3.2. Vsak RC člen je narejen kot blok, zato je model preprosto povečati ali zmanjšati. Model temelji na osnovnih enačbah. Izgube se preračunajo preko enačb P =I2R= UR2; Napetost na kondenzatorjih določimo preko Kirchhoffovih zakonov.
Parametri se v posamezni blok dodajo preko vmesnika in definirajo odzivnost RC člena.
Celica se ob aktivnosti segreva, kar vpliva na parametre in varnost. BC so predvidene, da delujejo do 60 ◦C. V primeru, da se bližamo mejni temperaturi, želimo omejiti moč, ki jo ob tem ustvarja BP ali pa povečati moč hlajenja (pred-vsem s povečevanjem zračnega pretoka).
Toplota se v okolici BC dovaja oz. odvaja s kondukcijo in konvekcijo. Zaradi majhne temperaturne razlike med sosednjimi BC in visoke toplotne prevodnosti,
4.3 Implementacija modela baterijske celice v Matlab Simulinku 41
preko nosilcev in električnih povezav teče precej manjši toplotni tok kot je ra-zlika med ustvarjeno toploto zaradi izgub BC in odvajanja s hlajenjem preko konvekcije. Ob tej predpostavki lahko BC simuliramo kot samostojno enoto, kar omogoča, da celotni paket simuliramo z zanko.
Temperatura BC je odvisna od segrevanja BC, ki je odvisno odR in kvalitete prisilne konvekcije. Zaradi oblike baterijskega segmenta toplotna prevodnost po celotnih segmentih ni enakomerna. Segmenta, ki nista ob robu šasije, se hladita nekoliko slabše kot ostali. Hkrati je zaradi majhnih zračnih vrtincev ob stran-icah segmentov (ki zmanjšujejo zračni pretok) hlajenje manj učinkovito, zato ima vsaka BC v BP lastni koeficient kvalitete hlajenja (slika 4.4).
Slika 4.4: Tokovnice pri hlajenju BP dirkalnika Tabaluga (levo) in tokovnice pri hlajenju BP dirkalnika Svarog (desno).
Koeficient hlajenja je določen na podlagi simulacij v programu ANSYS 19.2 (modul FLUKS), ki je namenjen simulaciji dinamike tekočin. Po določenih parametrih R0, sem le-te podatke predal strojnikom, ki so opravili simulacije v omenjenem programu in določili potreben pretok zraka za ustrezno hlajenje posameznega segmenta. Primer simulacije v programu ANSYS prikazujeta sliki 4.5 in 4.6. Iz simulacij so določili koeficient kvalitete hlajenja za vsako BC, ki se nato upošteva pri simulaciji.
Pi−Ph =m·cp· dT
dt (4.4)
Ph =kh·α·a·(Tc−Tok) (4.5)
42 Modeliranje baterijske celice
Slika 4.5: Vektorji pretoka toplote v baterijskem segmentu dirkalnika Svarog v programu ANSYS
Slika 4.6: Vektorji pretoka toplote v baterijskem segmentu dirkalnika Tabaluga v programu ANSYS
Temperatura BC se izračuna iz spremembe temperature zaradi razlike v moči hlajenja (Ph) in izgub (Pi), teže BC (m) in povprečne specifične toplote BC. Moč hlajenja pa se izračuna iz koeficienta kvalitete hlajenja (kh), toplotne prevodnosti celice (α) in razlike temperatur BC (Tc) in okolice (Toc).
4.4 Implementacija baterijskega paketa v Matlab-u 43
4.4 Implementacija baterijskega paketa v Matlab-u
Model BP je sestavljen iz modelov BC, katerim so prilagojeni parametri R0, Ci, Ri in hladilni koeficient. Parametri BC nihajo znotraj toleranc, konstanta hlajenja pa je določena za vsako BC posebej. S superpozicijo posameznih sklopov podatkov nato pridobimo želene karakteristike.
Pri vrednotenju se je pokazalo, da se napaka ob seštevanju energije, ki zapusti BP, prav tako sešteva. To napako sem delno odpravil tako, da vhodna napetost v model ni simulirana napetost, ampak izmerjena. To izboljšavo je seveda mogoče uporabiti le pri analizi, saj potrebujemo izmerjene napetosti iz BP.
4.5 Vrednotenje modela na baterijskem paketu iz sezone 2019
Vrednotenje modela je bilo izvedeno z uporabo podatkov z dirke v Avstriji (FSA) in dirke v Nemčiji (FSG). Ti dve dirki sta bili izbrani, ker je ekipa uspešno pri-dobila podatke o porabi in delno tudi o stanju BP. Ker telemetrijski sistem na tekmi FSA ni popolnoma deloval, organizator pa je bil z ekipami pripravljen deliti njihove podatke z uradnega moč metra, sem za vrednotenje modela uporabil te podatke. Zajeti so bili z napravo za shranjevanje podatkov (ang. data loggger) Isabellenhütte IVT-MOD IVT-500-U3-TOI-CAN2-12 [21], [22]. Temperaturno vrednotenje je zato za tekmo FSA rahlo oknjeno, saj je telemetrijski sistem po-datke pričel zbirati šele od 400 s dalje, hkrati pa zajemanje ni bilo periodično.
Organizatorji FSA in FSG so uporabili enake naprave za shranjevanje po-datkov na obeh dogodkih. Ker sta bili dirki v razmaku enega tedna, naprave po končani tekmi FSA nismo vrnili in smo jo uporabili tudi na tekmi FSG. Zaradi tega sem kljub uspešno zajetim podatkom s telemetrijskim sistemom za vred-notenje uporabil te podatke.
Za kriterij uspešnosti sem izbral povprečno napako napetosti in temperatur
44 Modeliranje baterijske celice
BC ter razliko napetosti po postanku za menjavo voznikov. Povprečno napako sem izbral zato, ker se zaradi napak pri parametrizaciji notranjih upornostih le-te pri simulaciji odštejejo.
4.5.1 Dirka Formula Student Avstrija - FSA
Vrednotenje modela je bilo za tekmo FSA opravljeno na vzdržljivostni preizkušnji.
Dirka se je odvijala v prvem tednu avgusta 2021. Obremenitvena karakteristika (slika 4.7) ima na sredini premor, saj je v tem času potekala menjava voznikov in je dirkalnik miroval. Proti koncu dirke, pri času1550s (25min), je glavni računalnik vozila (v nadljevanju VCU, ang. vehicle control unit) omejil maksimalno moč BP, da napetost BP ni padla pod varnostno mejo. Pri postanku (med 715 s in 815 s), se je glavno stikalo v BP izklopilo in napetost je padla na 0V. Zaradi boljše preglednosti rezultatov na sliki 4.7 sem ta del dvignil na pričakovano napetost BP, ter ga izločil iz izračuna povprečne napake.
Slika 4.7: Primerjava simulacijskih in izmerjenih napetosti z dirke FS Avstrija Povprečna napaka med simulacijo in izmerjenimi vrednostmi je2,05V.
Vred-4.5 Vrednotenje modela na baterijskem paketu iz sezone 2019 45
nosti napetosti po postanku so pomembne, saj se le-te med postankom, zaradi neobremenjenosti BP, nekoliko regenerirajo. Rezultati primerjave iz dirke FSA kažejo, da model deluje dobro. Maksimalni odstopanji sta bili −30 V in 24 V. Maksimalno negativno odstopanje se je pojavilo med 200 s in 400 s. Na
nosti napetosti po postanku so pomembne, saj se le-te med postankom, zaradi neobremenjenosti BP, nekoliko regenerirajo. Rezultati primerjave iz dirke FSA kažejo, da model deluje dobro. Maksimalni odstopanji sta bili −30 V in 24 V. Maksimalno negativno odstopanje se je pojavilo med 200 s in 400 s. Na