CHARACTERIZATION AND IMPLEMENTATION OF BATTERY MANAGEMENT SYSTEM. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (MS Thesis) Abdelhamed_Thesis_For_CD_Keda_Khlas_ya_Man.pdf - Accepted Version Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

يعتبر الأمان وموثوقية العمليات وضمان الشحن الأمثل لأي نظام تخزين للبطارية هي الأهداف الرئيسية والميزات الرئيسية لنظام إدارة البطارية. اقترحت هذه الورقة تقنية حديثة للتحكم في شحن البطارية من خلال تقدير ومراقبة حالة الشحن ، بدءاً من النظر في واحدة من أكثر نماذج البطاريات تطوراً وتعقيداً التي تقلد البطارية في الحياة الحقيقية ، وهو نموذج المستوى الثاني المكون من مقاومة ومكثف ليمثلا البطارية ، والذي يستخدم جهد الدائرة المفتوحة من أجل تقدير حالة الشحن للبطارية. بالإضافة إلى ذلك ، تم تعزيز النموذج بإدخال تأثير التباطؤ الذي سيقلد تاريخ الشحن السابق. مرشح كالمان هو طريقة قوية يتم تطبيقها على نطاق واسع في نظتم إدارة البطاريات الحديث من قبل الباحثين ، والتي يمكن أن توفر تقديرًا في الوقت الفعلي لكل من معلمات البطارية والحالات. في هذا البحث ، تم استخدام مرشح كالمن المقدّم المزدوج ، وهو شكل غير خطي من مرشح كالمان الأساسي ، لتحديد معلمات مقاومة البطارية ، بالإضافة إلى حالة شحن للبطارية. من خلال الجمع بين النموذج المقترح ، مع قوة مرشح كالمن المقدّم المزدوج لتحديد معلمات الدائرة وتقدير مستوى الشحن ، كان من الممكن تطوير نظام شحن أكثر موثوقية وقوة. تم التأكيد على فعالية استراتيجية التحكم المقترحة من خلال محاكاة في برنامج ماتلاب ، إلى جانب التحقق من الصحة باستخدام نظام المحاكاة في الوقت الحقيقي لتحقيق أفضل تحكم في نظام تخزين للبطارية ضمن مستوى الشحن المطلوب.

English Abstract

The security, operation reliability along with the assurance of optimal charging of any battery energy storage system (BESS), are the main objectives and the key features of the battery management system (BMS). This thesis proposed a modern technique in controlling the charging of the battery by estimating and monitoring the state of charge (SOC), starting by considering one of the most complex and sophisticated battery model, that imitates the battery in real life, which is the second-order RC battery model, that uses the Open Circuit Voltage (OCV) in order to estimate the SOC. In addition to that, the model was enhanced with the introduction of hysteresis effect that would imitates the previous charging history. The Kalman Filter is a robust method that is widely applied in modern BMS by researchers, which can provide real time estimation for both battery parameters and states. In this thesis the Double Extended Kalman Filter (DEKF), which is the nonlinear form of the KF is used to determine battery’s impedance parameters, as well as the battery’s SOC. By combining the proposed model, with the power of DEKF to identify the circuit parameters and the estimation of SOC it was possible to develop more reliable and robust charging system. The efficiency of the proposed control strategy was confirmed through MATLAB simulation, along with the validation using Real Time Digital Simulator (RTDS) based system to achieve the best control of BESS within the required SOC.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Abido, Mohammad
Committee Members:	Abido, Mohammad and El-Amin, Ibrahim and Al-Muhaini, Mohammad
Depositing User:	ABDELHAMED MOHAMED (g201520610)
Date Deposited:	13 Jan 2019 12:22
Last Modified:	30 Dec 2020 13:19
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140836