Litiozko bateriaren karga-egoera

Litio-Ioiaren Karga-egoera (SoC) neurketa

Litio-ioizko bateriak behin eta berriz erabiltzen dira hainbat aplikaziotan.Bateriaren erabilera eraginkorra eta bizitza luzeagoa ziurtatzeko, bateriak kudeatzeko sistemak (BMS) okupatuta daude.Azken BMSak sofistikatu egiten ari dira eta bateriaren gain-kontsumo handiagoa eragiten dute.Kalkulatutako SoC-a kalibratu egiten da gertaerak gidatutako zirkuitu irekiko tentsioa (OCV) eta SoC kurbaren erlazioa erabiliz.Asmatutako sistema konparaketa ohiko kontrakoekin egiten da.Emaitzek proposatutako sistemaren hirugarren mailako errendimendu handiagoa erakusten dute konpresio-irabaziari eta konputazio-eraginkortasunari dagokionez, SoC balioespenaren zehaztasuna bermatuz.

SOC Estimazioaren Definizioa eta Sailkapena

SOC baterien parametro garrantzitsuenetako bat da, baina bere definizioak hainbat arazo aurkezten ditu.Orokorrean, bateria baten SOC bere egungo ahalmenaren () eta ahalmen nominalaren () arteko erlazioa bezala definitzen da.Ahalmen nominala fabrikatzaileak ematen du eta baterian gorde daitekeen gehienezko karga adierazten du.SOC honela defini daiteke:

Karga-egoera (SoC) bateria elektriko baten karga-maila da bere ahalmenarekiko.SoC unitateak ehuneko puntuak dira (% 0 = hutsik; % 100 = betea).Neurri bereko forma alternatibo bat isurketaren sakonera (DoD) da, SoC-ren alderantzizkoa (% 100 = hutsik; 0% = betea).

Hainbat modu daude Litio-Ioiaren Karga-egoera (SoC) neurketa lortzeko edo Deskargaren sakonera (DoD) litiozko bateria baterako.Metodo batzuk ezartzeko nahiko konplikatuak dira eta ekipamendu konplexuak behar dituzte (inpedantzia-espektroskopia edo hidrometro-neurgailua berun-azido baterietarako).

Hemen zehaztuko ditugu bateria baten karga-egoera kalkulatzeko ohikoenak eta errazenak diren bi metodoak: tentsio-metodoa edo Zirkuitu irekiko tentsioa (OCV ) eta coulomb zenbaketa metodoa.

1/ SoC estimazioa zirkuitu irekiko tentsio metodoa (OCV) erabiliz

Bateriek mota guztiek dute komunean: beren borneetako tentsioa txikiagotu edo handitu egiten da karga-mailaren arabera.Tentsioa altuena izango da bateria guztiz kargatuta dagoenean eta baxuena hutsik dagoenean.

Tentsioaren eta SOC arteko erlazio hori zuzenean erabiltzen den bateriaren teknologiaren araberakoa da.Adibide gisa, beheko diagramak berunezko bateria baten eta litio-ioizko bateria baten arteko deskarga-kurbak alderatzen ditu.

Ikusten denez, berun-azidozko pilek kurba nahiko lineal bat dute, eta horrek karga-egoeraren estimazio ona ahalbidetzen du: neurtutako tentsio baterako, nahiko zehatz kalkula daiteke lotutako SoC-aren balioa.

Hala ere, litio-ioizko pilek deskarga-kurba askoz lauagoa dute, eta horrek esan nahi du funtzionamendu-esparru zabalean bateriaren terminaletako tentsioa apur bat aldatzen dela.

Litio Burdin Fosfatoaren teknologiak deskarga-kurbarik lauenena du, eta horrek oso zaila egiten du SoC kalkulatzea tentsioaren neurketa sinple batean.Izan ere, bi SoC balioen arteko tentsio-diferentzia hain txikia izan daiteke, non ezinezkoa baita karga-egoera zehaztasun onarekin estimatzea.

Beheko diagramak erakusten du % 40 eta % 80ko DoD balio baten arteko tentsio-neurketaren diferentzia 6.0V ingurukoa dela berun-azidoaren teknologian 48V-ko bateriarentzat, eta litio-burdina-fosfatorako 0.5V baino ez dela!

Hala ere, kalibratutako karga-adierazleak bereziki erabil daitezke litio-ioizko piletarako, oro har, eta litio-burdina fosfatorako piletarako bereziki.Neurketa zehatz batek, modelatutako karga-kurbarekin batera, SoC neurketak % 10 eta 15 arteko zehaztasunarekin lor daitezke.

2/ SoC estimazioa Coulomb Counting metodoa erabiliz

Bateria erabiltzean karga-egoeraren jarraipena egiteko, metodorik intuitiboena korrontea jarraitzea da, zelula erabiltzean integratuz.Integrazio honek zuzenean bateriatik injektatutako edo ateratako karga elektrikoen kopurua ematen du, horrela bateriaren SoC-a zehatz-mehatz kuantifikatzea ahalbidetzen du.

OCV metodoa ez bezala, metodo honek bateria erabiltzean karga-egoeraren bilakaera zehazteko gai da.Ez du bateria geldirik egon behar neurketa zehatza egiteko.

Coulomb kontagailua

Korrontearen neurketa doitasun-erresistentzia baten bidez egiten bada ere, neurketa-errore txikiak gerta daitezke, laginketa-maiztasunarekin lotuta.Akats marjinal hauek zuzentzeko, coulomb kontagailua karga-ziklo bakoitzean berriro kalibratzen da.

Litio-Ioia Karga-egoera (SoC) coulomb zenbaketaren bidez egindako neurketak %1 baino gutxiagoko neurketa-errorea ahalbidetzen du, eta horrek baterian geratzen den energiaren adierazle oso zehatza ahalbidetzen du.OCV metodoa ez bezala, coulomben zenbaketa bateriaren potentziaren gorabeheretatik independentea da (horiek bateriaren tentsio-jaitsiera eragiten dute), eta zehaztasunak konstante izaten jarraitzen du bateriaren erabilera edozein dela ere.