Endüstri Uygulaması
ürün tipi
Lityum pil Şarj Durumu
Lityum İyon Şarj Durumu (SoC) ölçümüLityum-iyon piller çeşitli uygulamalarda tekrar tekrar kullanılmaktadır.Etkin bir pil kullanımı ve daha uzun ömür sağlamak için, pil yönetim sistemleri (BMS) istihdam edilmektedir.Son BMS'ler karmaşık hale geliyor ve pil üzerinde daha yüksek bir tüketim ek yüküne neden oluyor.Tahmini SoC, orijinal bir olaya dayalı Açık Devre Voltajı (OCV) - SoC eğrisi ilişkisi kullanılarak kalibre edilir.Tasarlanan sistem karşılaştırması, geleneksel muadilleriyle yapılır.Sonuçlar, benzer bir SoC tahmin kesinliği sağlarken, sıkıştırma kazancı ve hesaplama verimliliği açısından önerilen sistemin üçüncü dereceden daha büyük bir performans gösterdiğini göstermektedir.
SOC Tahmininin Tanımı ve SınıflandırılmasıSOC, piller için en önemli parametrelerden biridir, ancak tanımı birçok farklı sorunu da beraberinde getirir.Genel olarak, bir pilin SOC'si, mevcut kapasitesinin () nominal kapasitesine () oranı olarak tanımlanır.Nominal kapasite, üretici tarafından verilir ve pilde depolanabilecek maksimum şarj miktarını temsil eder.SOC aşağıdaki gibi tanımlanabilir:
Şarj durumu (SoC) bir elektrik pilinin kapasitesine göre şarj seviyesidir.SoC birimleri yüzde puandır (%0 = boş; %100 = dolu).Aynı ölçümün alternatif bir biçimi, deşarj derinliğidir (DoD), SoC'nin tersidir (%100 = boş; %0 = dolu).
Lityum İyon Şarj Durumu (SoC) ölçümü almanın birkaç yolu vardır veya Deşarj Derinliği (DoD) bir lityum pil için.Bazı yöntemlerin uygulanması oldukça karmaşıktır ve karmaşık ekipman gerektirir (empedans spektroskopisi veya kurşun-asit piller için hidrometre ölçer). Bir pilin şarj durumunu tahmin etmek için en yaygın ve en basit iki yöntemi burada ayrıntılarıyla açıklayacağız: voltaj yöntemi veya Açık Devre Gerilimi (OCV ) ve coulomb sayma yöntemi. 1/ Açık Devre Gerilim Yöntemi (OCV) kullanılarak SoC tahminiTüm pil türlerinin ortak bir noktası vardır: uçlarındaki voltaj, şarj seviyelerine bağlı olarak azalır veya artar.Pil tamamen şarj olduğunda voltaj en yüksek ve boşken en düşük olacaktır. Voltaj ve SOC arasındaki bu ilişki doğrudan kullanılan pil teknolojisine bağlıdır.Örnek olarak, aşağıdaki diyagram bir kurşun pil ile bir Lityum İyon pil arasındaki deşarj eğrilerini karşılaştırır. Kurşun asitli pillerin, şarj durumunun iyi bir şekilde tahmin edilmesini sağlayan nispeten doğrusal bir eğriye sahip olduğu görülebilir: ölçülen bir voltaj için, ilgili SoC'nin değerini oldukça kesin olarak tahmin etmek mümkündür. Bununla birlikte, Lityum-iyon piller çok daha düz bir deşarj eğrisine sahiptir, bu da geniş bir çalışma aralığında pil terminallerindeki voltajın çok az değiştiği anlamına gelir. Lityum Demir Fosfat teknolojisi, basit bir voltaj ölçümünde SoC'yi tahmin etmeyi çok zorlaştıran en düz deşarj eğrisine sahiptir.Aslında, iki SoC değeri arasındaki voltaj farkı o kadar küçük olabilir ki, şarj durumunu iyi bir hassasiyetle tahmin etmek mümkün olmayabilir. Aşağıdaki diyagram, %40 ve %80'lik bir DoD değeri arasındaki voltaj ölçüm farkının, kurşun asit teknolojisindeki bir 48V pil için yaklaşık 6,0V olduğunu, lityum-demir-fosfat için ise sadece 0,5V olduğunu göstermektedir!
Bununla birlikte, kalibre edilmiş şarj göstergeleri genel olarak lityum iyon piller ve özel olarak lityum demir fosfat piller için özel olarak kullanılabilir.Modellenmiş bir yük eğrisi ile birleştirilmiş hassas bir ölçüm, SoC ölçümlerinin %10 ila 15'lik bir doğrulukla elde edilmesini sağlar.
2/ Coulomb Sayımı yöntemini kullanarak SoC tahminiPili kullanırken şarj durumunu izlemek için en sezgisel yöntem, hücre kullanımı sırasında entegre ederek akımı takip etmektir.Bu entegrasyon, doğrudan pilden enjekte edilen veya pilden çekilen elektrik yüklerinin sayısını verir, böylece pilin SoC'sini tam olarak ölçmeyi mümkün kılar. OCV yönteminden farklı olarak bu yöntem, pil kullanımı sırasında şarj durumunun gelişimini belirleyebilir.Doğru bir ölçüm yapmak için pilin beklemede olması gerekmez.
|
