Experimental Investigation into Electric Vehicle Battery Diversity

Abstract

Recently, electric vehicles have gained enormous popularity due to their performance and efficiency. The investment in developing this new technology is justified by the increased awareness of the environmental impacts caused by combustion vehicles, such as greenhouse gas emissions, which have contributed to global warming and the depletion of oil reserves that are not renewable energy sources. Battery Management Systems (BMS) must be able to provide an accurate real-time estimate for the Battery State of Charge (SOC) and State of Health (SOH). The SOC value is so critical information for the BMS especially if the battery is the only source of power and the system is not connected to the network. Since the SOC is not directly measurable or captured, it causes the main challenge of finding and proposing different estimation methods. This study presents a detailed experimental investigation into the diversity of electric vehicle (EV) batteries, emphasizing a comparative approach to assess their performance. The research primarily focuses on two distinct types of EV batteries, analyzing their behavior under varying states of charge (SOC). The SOC is evaluated using the coulomb counting method, which accurately measures the charge entering and leaving the battery. To enable a robust comparison, a generic battery model is incorporated, allowing for a more standardized evaluation of the different battery types. The experimental design and methodology are aimed at offering deep insights into the operational characteristics, efficiency, and potential limitations of these EV batteries. By closely examining their performance in various SOC scenarios, the study provides valuable data that can be used to improve battery technologies. These insights are intended to inform the development of more advanced and reliable batteries, ultimately contributing to the enhancement of electric vehicle performance and battery life in future applications. الملخص:

مؤخراً، اكتسبت المركبات الكهربائية شعبية هائلة بفضل أدائها وكفاءتها. ويُعزى الاستثمار في تطوير هذه التكنولوجيا الجديدة إلى زيادة الوعي بالتأثيرات البيئية التي تتسبب بها المركبات التي تعمل بالاحتراق، مثل انبعاثات غازات الدفيئة، التي أسهمت في الاحتباس الحراري واستنزاف احتياطيات النفط التي لا تُعد مصادر طاقة متجددة. يجب أن تكون أنظمة إدارة البطاريات (BMS) قادرة على توفير تقدير دقيق لحالة الشحن (SOC) وحالة الصحة (SOH) للبطارية في الوقت الفعلي. تُعتبر قيمة SOC معلومة حاسمة لأنظمة BMS، خاصة إذا كانت البطارية هي المصدر الوحيد للطاقة ولم يكن النظام متصلاً بالشبكة. ولأن SOC لا يُمكن قياسها أو رصدها مباشرةً، فإن هذا يخلق التحدي الرئيسي في إيجاد واقتراح طرق تقدير مختلفة. تُقدم هذه الدراسة تحقيقاً تجريبياً مفصلاً حول تنوع بطاريات المركبات الكهربائية (EV)، مع التركيز على منهج مقارن لتقييم أدائها. يتمحور البحث بشكل أساسي حول نوعين مختلفين من بطاريات المركبات الكهربائية، حيث يتم تحليل سلوكها تحت حالات شحن (SOC) متنوعة. يتم تقييم SOC باستخدام طريقة حساب الكولومب، التي تقيس بدقة الشحن الداخل والخارج من البطارية. لتمكين مقارنة متينة، يتم دمج نموذج بطارية عام، مما يسمح بتقييم أكثر توحيداً لأنواع البطاريات المختلفة. يهدف تصميم المنهجية التجريبية إلى تقديم رؤى عميقة حول خصائص التشغيل والكفاءة والقيود المحتملة لهذه البطاريات الخاصة بالمركبات الكهربائية. من خلال فحص أدائها عن كثب في سيناريوهات SOC المختلفة، توفر الدراسة بيانات قيمة يمكن استخدامها لتحسين تقنيات البطاريات. هذه الرؤى تهدف إلى دعم تطوير بطاريات أكثر تقدمًا وموثوقية، مما يُسهم في تحسين أداء المركبات الكهربائية وعمر البطارية في التطبيقات المستقبلية