Hali ya Kuchaji kwa betri ya lithiamu

Kipimo cha Hali ya Malipo ya Lithium-Ion (SoC).

Betri za lithiamu-ion hutumiwa mara kwa mara katika aina mbalimbali za matumizi.Ili kuhakikisha utumiaji mzuri wa betri na maisha marefu, tumia mifumo ya usimamizi wa betri (BMS) wameajiriwa.BMS za hivi majuzi zinazidi kuwa za kisasa na husababisha matumizi ya juu zaidi kwenye betri.Kadirio la SoC hurekebishwa kwa kutumia Voltage ya Open Circuit Voltage (OCV) inayoendeshwa na tukio hadi uhusiano wa curve ya SoC.Ulinganisho wa mfumo uliopangwa unafanywa na wenzao wa jadi.Matokeo yanaonyesha zaidi ya mpangilio wa tatu wa utendakazi wa ukubwa wa mfumo unaopendekezwa katika suala la faida ya mgandamizo na ufanisi wa kimahesabu huku ukihakikisha usahihi wa makadirio ya SoC.

Ufafanuzi na Uainishaji wa Makadirio ya SOC

SOC ni mojawapo ya vigezo muhimu zaidi vya betri, lakini ufafanuzi wake unatoa masuala mengi tofauti.Kwa ujumla, SOC ya betri inafafanuliwa kama uwiano wa uwezo wake wa sasa () kwa uwezo wa jina ().Uwezo wa kawaida hutolewa na mtengenezaji na inawakilisha kiwango cha juu cha malipo ambacho kinaweza kuhifadhiwa kwenye betri.SOC inaweza kufafanuliwa kama ifuatavyo:

Hali ya malipo (SoC) ni kiwango cha malipo ya betri ya umeme kuhusiana na uwezo wake.Vitengo vya SoC ni asilimia ya pointi (0% = tupu; 100% = kamili).Njia mbadala ya kipimo sawa ni kina cha kutokwa (DoD), kinyume cha SoC (100% = tupu; 0% = kamili).

Kuna njia kadhaa za kupata kipimo cha Lithium-Ion State of Charge (SoC) au Kina cha Utoaji (DoD) kwa betri ya lithiamu.Njia zingine ni ngumu sana kutekeleza na zinahitaji vifaa vya ngumu (spectroscopy ya impedance au geji ya hydrometer kwa betri za risasi-asidi).

Tutaelezea hapa njia mbili za kawaida na rahisi zaidi za kukadiria hali ya malipo ya betri: njia ya voltage au Fungua Voltage ya Mzunguko (OCV ) na njia ya kuhesabu coulomb.

1/ Ukadiriaji wa SoC kwa kutumia Njia ya Open Circuit Voltage (OCV)

Aina zote za betri zina kitu kimoja: voltage kwenye vituo vyao hupungua au huongezeka kulingana na kiwango cha malipo yao.Voltage itakuwa ya juu zaidi wakati betri imechajiwa kikamilifu na ya chini kabisa ikiwa ni tupu.

Uhusiano huu kati ya voltage na SOC inategemea moja kwa moja kwenye teknolojia ya betri inayotumiwa.Kwa mfano, mchoro ulio hapa chini unalinganisha mikondo ya uondoaji kati ya betri inayoongoza na betri ya Lithium-Ion.

Inaweza kuonekana kuwa betri za asidi ya risasi zina mkunjo wa mstari kiasi, ambayo inaruhusu ukadiriaji mzuri wa hali ya malipo: kwa voltage iliyopimwa, inawezekana kukadiria kwa usahihi thamani ya SoC inayohusishwa.

Hata hivyo, betri za Lithium-ion zina mkondo wa kutokwa tambarare zaidi, ambayo ina maana kwamba juu ya anuwai ya uendeshaji, voltage kwenye vituo vya betri hubadilika kidogo sana.

Teknolojia ya Lithium Iron Phosphate ina curve ya kutokwa tambarare zaidi, ambayo inafanya kuwa vigumu sana kukadiria SoC kwenye kipimo rahisi cha voltage.Hakika, tofauti ya voltage kati ya maadili mawili ya SoC inaweza kuwa ndogo sana kwamba haiwezekani kukadiria hali ya malipo kwa usahihi mzuri.

Mchoro ulio hapa chini unaonyesha kuwa tofauti ya kipimo cha voltage kati ya thamani ya DoD ya 40% na 80% ni takriban 6.0V kwa betri ya 48V katika teknolojia ya asidi ya risasi, wakati ni 0.5V tu kwa lithiamu-chuma-fosfati!

Hata hivyo, viashirio vya malipo vilivyorekebishwa vinaweza kutumika mahususi kwa betri za lithiamu-ioni kwa ujumla na hasa betri za fosfati ya chuma cha lithiamu.Kipimo sahihi, pamoja na mkondo wa upakiaji wa kielelezo, huruhusu vipimo vya SoC kupatikana kwa usahihi wa 10 hadi 15%.

2/ Ukadiriaji wa SoC kwa kutumia njia ya Kuhesabu ya Coulomb

Ili kufuatilia hali ya chaji wakati wa kutumia betri, njia angavu zaidi ni kufuata mkondo kwa kuiunganisha wakati wa matumizi ya seli.Uunganishaji huu unatoa moja kwa moja idadi ya chaji za umeme zilizodungwa au kuondolewa kutoka kwa betri, na hivyo kufanya iwezekane kuhesabu kwa usahihi SoC ya betri.

Tofauti na njia ya OCV, njia hii ina uwezo wa kuamua mageuzi ya hali ya malipo wakati wa matumizi ya betri.Haihitaji betri kuwa katika hali ya kupumzika ili kufanya kipimo sahihi.

Coulomb Counter

Ingawa kipimo cha sasa kinafanywa na kizuia usahihi, hitilafu ndogo za kipimo zinaweza kutokea, zinazohusiana na mzunguko wa sampuli.Ili kurekebisha hitilafu hizi za kando, kihesabu cha coulomb kinasawazishwa upya katika kila mzunguko wa upakiaji.

Lithium-Ion Hali ya Udhibiti (SoC) kipimo kilichofanywa kwa kuhesabu coulomb huruhusu hitilafu ya kipimo ya chini ya 1%, ambayo inaruhusu dalili sahihi sana ya nishati iliyobaki kwenye betri.Tofauti na mbinu ya OCV, kuhesabu coulomb hakutegemea mabadiliko ya nguvu ya betri (ambayo husababisha kushuka kwa voltage ya betri), na usahihi unabaki bila kujali matumizi ya betri.