Стан зарада літыевай батарэі

Вымярэнне літый-іённага стану зарада (SoC).

Літый-іённыя акумулятары перыядычна выкарыстоўваюцца ў розных сферах прымянення.Каб забяспечыць эфектыўнае выкарыстанне батарэі і больш працяглы тэрмін службы, сістэмы кіравання батарэяй (BMS) працаўладкаваны.Апошнія BMS становяцца дасканалымі і выклікаюць большае спажыванне батарэі.Прыблізны SoC адкалібраваны з выкарыстаннем арыгінальнай залежнасці напружання абрыву ланцуга (OCV) і крывой SoC.Праведзена параўнанне распрацаванай сістэмы з традыцыйнымі аналагамі.Вынікі дэманструюць пераўзыходжанне прапанаванай сістэмы больш чым на трэці парадак з пункту гледжання ўзмацнення сціску і эфектыўнасці вылічэнняў, забяспечваючы пры гэтым аналагічную дакладнасць ацэнкі SoC.

Вызначэнне і класіфікацыя ацэнкі SOC

SOC з'яўляецца адным з найбольш важных параметраў для батарэй, але яго вызначэнне стварае шмат розных праблем.Увогуле, SOC батарэі вызначаецца як стаўленне яе бягучай ёмістасці () да намінальнай ёмістасці ().Намінальная ёмістасць задаецца вытворцам і ўяўляе сабой максімальную колькасць зарада, які можа захоўвацца ў батарэі.SOC можна вызначыць наступным чынам:

Стан зарада (SoC) - гэта ўзровень зарада электрычнай батарэі адносна яе ёмістасці.Адзінкамі SoC з'яўляюцца працэнтныя пункты (0% = пусты; 100% = поўны).Альтэрнатыўнай формай той жа меры з'яўляецца глыбіня разраду (DoD), адваротная SoC (100% = пусты; 0% = поўны).

Ёсць некалькі спосабаў вымярэння літый-іённага стану зарада (SoC). Глыбіня разраду (DoD) для літыевай батарэі.Некаторыя метады даволі складаныя ў рэалізацыі і патрабуюць складанага абсталявання (імпедансная спектраскапія або арэометр для свінцова-кіслотных батарэй).

Тут мы падрабязна раскажам аб двух найбольш распаўсюджаных і простых метадах ацэнкі стану зарада батарэі: метад напружання або Напружанне холадна ланцуга (OCV ) і кулонаўскі метад падліку.

1/ Ацэнка SoC з выкарыстаннем метаду напружання адкрытай ланцуга (OCV)

Усе тыпы батарэй маюць адну агульную рысу: напружанне на іх клемах памяншаецца або павялічваецца ў залежнасці ад узроўню іх зарада.Напружанне будзе самым высокім, калі акумулятар цалкам зараджаны, і самым нізкім, калі ён разраджаны.

Гэтая залежнасць паміж напругай і SOC наўпрост залежыць ад выкарыстоўванай тэхналогіі батарэі.У якасці прыкладу на дыяграме ніжэй параўноўваюцца крывыя разраду свінцовай і літый-іённай батарэі.

Можна заўважыць, што свінцова-кіслотныя акумулятары маюць адносна лінейную крывую, што дазваляе добра ацаніць стан зарада: для вымеранага напружання можна даволі дакладна ацаніць значэнне адпаведнага SoC.

Аднак літый-іённыя акумулятары маюць значна больш спадзістую крывую разраду, што азначае, што ў шырокім працоўным дыяпазоне напружанне на клемах батарэі змяняецца вельмі нязначна.

Тэхналогія літый-жалеза-фасфату мае самую плоскую крывую разраду, што вельмі ўскладняе ацэнку SoC пры простым вымярэнні напружання.Сапраўды, розніца напружання паміж двума значэннямі SoC можа быць настолькі малая, што немагчыма ацаніць стан зарада з добрай дакладнасцю.

Прыведзеная ніжэй дыяграма паказвае, што розніца ў вымярэнні напружання паміж значэннем DoD 40% і 80% складае каля 6,0 В для батарэі 48 В у свінцова-кіслотнай тэхналогіі, у той час як яна складае толькі 0,5 В для літый-жалеза-фасфатнай!

Аднак адкалібраваныя індыкатары зарада можна выкарыстоўваць спецыяльна для літый-іённых батарэй у цэлым і літый-жалеза-фасфатных батарэй у прыватнасці.Дакладнае вымярэнне ў спалучэнні з мадэляванай крывой нагрузкі дазваляе атрымаць вымярэнні SoC з дакладнасцю ад 10 да 15%.

2/ Ацэнка SoC з выкарыстаннем метаду падліку Кулона

Каб адсочваць стан зарада пры выкарыстанні акумулятара, найбольш інтуітыўна зразумелы метад - адсочваць ток шляхам інтэграцыі яго падчас выкарыстання элемента.Гэтая інтэграцыя непасрэдна дае колькасць электрычных зарадаў, уведзеных або адабраных ад батарэі, што дазваляе дакладна колькасна вызначыць SoC батарэі.

У адрозненне ад метаду OCV, гэты метад здольны вызначыць змяненне стану зарада падчас выкарыстання батарэі.Для дакладнага вымярэння не патрабуецца, каб батарэя знаходзілася ў стане спакою.

Лічыльнік Кулона

Нягледзячы на ​​тое, што вымярэнне току выконваецца прэцызійным рэзістарам, могуць узнікнуць невялікія памылкі вымярэнняў, звязаныя з частатой выбаркі.Каб выправіць гэтыя нязначныя памылкі, лічыльнік кулонаў перакалібруецца пры кожным цыкле нагрузкі.

Літый-іённы Стан зарада (SoC) вымярэнне з дапамогай кулонаўскага падліку дапускае памылку вымярэння менш за 1%, што дазваляе вельмі дакладна вызначыць энергію, якая засталася ў батарэі.У адрозненне ад метаду OCV, падлік кулонаў не залежыць ад ваганняў магутнасці акумулятара (якія выклікаюць падзенне напружання акумулятара), і дакладнасць застаецца пастаяннай незалежна ад выкарыстання акумулятара.