Ang pagbana-bana sa estado sa bayad (SOC) sa usa ka lithium nga baterya lisud sa teknikal, labi na sa mga aplikasyon diin ang baterya dili hingpit nga na-charge o hingpit nga na-discharge. Ang maong mga aplikasyon mao ang hybrid electric vehicles (HEVs). Ang hagit naggikan sa kaayo nga patag nga mga kinaiya sa pagdiskarga sa boltahe sa mga baterya sa lithium. Ang boltahe halos dili mausab gikan sa 70% SOC ngadto sa 20% SOC. Sa tinuud, ang pagbag-o sa boltahe tungod sa mga pagbag-o sa temperatura parehas sa pagbag-o sa boltahe tungod sa pag-discharge, mao nga kung ang SOC makuha gikan sa boltahe, ang temperatura sa cell kinahanglan nga bayran.
Ang laing hagit mao nga ang kapasidad sa baterya gitino pinaagi sa kapasidad sa pinakaubos nga kapasidad nga selula, mao nga ang SOC dili angay hukman base sa terminal boltahe sa selula, kondili sa terminal boltahe sa pinakahuyang nga selula. Kining tanan morag lisud kaayo. Busa nganong dili na lang nato huptan ang kinatibuk-ang gidaghanon sa kasamtangan nga nagadagayday ngadto sa selula ug balansehon kini sa kasamtangan nga nagaagos? Nailhan kini nga pag-ihap sa coulometric ug igo ra ang tunog, apan adunay daghang mga kalisud sa kini nga pamaagi.
Mga bateryadili perpekto nga mga baterya. Dili na nila ibalik ang imong gibutang kanila. Adunay leakage nga kasamtangan sa panahon sa pag-charge, nga lainlain sa temperatura, rate sa bayad, estado sa bayad ug pagkatigulang.
Ang kapasidad sa usa ka baterya lainlain usab nga dili linya sa rate sa pagdiskarga. Ang mas paspas nga pag-discharge, mas ubos ang kapasidad. Gikan sa 0.5C nga pag-discharge hangtod sa 5C nga pag-discharge, ang pagkunhod mahimong ingon ka taas sa 15%.
Ang mga baterya adunay mas taas nga leakage nga kasamtangan sa mas taas nga temperatura. Ang internal nga mga selula sa usa ka baterya mahimong modagan nga mas init kaysa sa gawas nga mga selula, mao nga ang cell leakage pinaagi sa baterya mahimong dili patas.
Ang kapasidad usa usab ka function sa temperatura. Ang ubang mga kemikal sa lithium mas apektado kaysa sa uban.
Aron mabayran kini nga dili managsama, ang pagbalanse sa cell gigamit sa sulod sa baterya. Kining dugang nga leakage nga kasamtangan dili masukod sa gawas sa baterya.
Ang kapasidad sa baterya makanunayon nga pagkunhod sa kinabuhi sa cell ug sa paglabay sa panahon.
Ang bisan unsang gamay nga offset sa kasamtangan nga pagsukod i-integrate ug sa paglabay sa panahon mahimong usa ka dako nga numero, seryoso nga makaapekto sa katukma sa SOC.
Ang tanan sa ibabaw moresulta sa usa ka drift sa katukma sa paglabay sa panahon gawas kon ang regular nga pag-calibrate gihimo, apan kini mahimo lamang kung ang baterya hapit na ma-discharge o hapit na puno. Sa mga aplikasyon sa HEV labing maayo nga ibutang ang baterya sa gibana-bana nga 50% nga bayad, mao nga usa ka posible nga paagi sa kasaligan nga pagtul-id sa katukma sa pagsukat mao ang matag karon nga pag-charge sa baterya sa hingpit. Ang lunsay nga mga de-koryenteng mga sakyanan kanunay nga gi-charge sa puno o halos puno, mao nga ang pagsukod base sa coulometric nga mga ihap mahimong tukma kaayo, ilabi na kung ang ubang mga problema sa baterya mabayran.
Ang yawe sa maayo nga katukma sa pag-ihap sa coulometric mao ang maayo nga karon nga pagkakita sa usa ka halapad nga dinamikong sakup.
Ang tradisyonal nga pamaagi sa pagsukod sa kasamtangan alang kanato usa ka shunt, apan kini nga mga pamaagi mahulog kung mas taas (250A+) nga mga sulog ang nalangkit. Tungod sa konsumo sa kuryente, ang shunt kinahanglan nga ubos ang resistensya. Ang mga low resistance shunt dili angay alang sa pagsukod sa ubos (50mA) nga mga sulog. Kini diha-diha dayon nagpatungha sa labing importante nga pangutana: unsa ang minimum ug maximum nga mga sulog nga masukod? Gitawag kini nga dynamic range.
Sa pag-ingon nga ang kapasidad sa baterya nga 100Ahr, usa ka kasarangan nga pagbanabana sa madawat nga sayup sa panagsama.
Ang usa ka 4 Amp nga sayup makahimo og 100% nga mga sayup sa usa ka adlaw o ang usa ka 0.4A nga sayup makahimo og 10% nga mga sayup sa usa ka adlaw.
Ang usa ka 4/7A nga kasaypanan makahimo og 100% nga mga sayup sa sulod sa usa ka semana o ang usa ka 60mA nga kasaypanan makahimo og 10% nga mga sayup sa sulod sa usa ka semana.
Ang usa ka 4/28A nga kasaypanan makahimo og 100% nga kasaypanan sa usa ka bulan o ang usa ka 15mA nga kasaypanan makahimo sa usa ka 10% nga kasaypanan sa usa ka bulan, nga tingali mao ang pinakamaayo nga pagsukod nga mapaabut nga walay pag-recalibrate tungod sa pag-charge o hapit sa hingpit nga pag-discharge.
Karon atong tan-awon ang shunt nga nagsukod sa kasamtangan. Alang sa 250A, usa ka 1m ohm shunt ang naa sa taas nga bahin ug makahimo og 62.5W. Bisan pa, sa 15mA makahimo ra kini og 15 microvolts, nga mawala sa kasaba sa background. Ang dinamikong range mao ang 250A/15mA = 17,000:1. Kung ang usa ka 14-bit A/D converter “makakita” gayod sa signal sa kasaba, offset ug drift, nan gikinahanglan ang 14-bit A/D converter. Ang usa ka importante nga hinungdan sa offset mao ang boltahe ug ground loop offset nga namugna sa thermocouple.
Sa panguna, walay sensor nga makasukod sa kasamtangan niining dinamikong hanay. Ang taas nga kasamtangan nga mga sensor gikinahanglan aron sa pagsukod sa mas taas nga mga sulog gikan sa traksyon ug pag-charge nga mga pananglitan, samtang ang ubos nga kasamtangan nga mga sensor gikinahanglan aron sa pagsukod sa mga sulog gikan sa, pananglitan, mga aksesorya ug bisan unsang zero nga kasamtangan nga kahimtang. Tungod kay ang ubos nga kasamtangan nga sensor "nakakita" usab sa taas nga kasamtangan, dili kini madaot o madaot niini, gawas sa saturation. Gikalkulo dayon niini ang shunt current.
Usa ka solusyon
Ang usa ka angay nga pamilya sa mga sensor mao ang bukas nga loop Hall effect nga mga sensor karon. Kini nga mga himan dili madaot sa taas nga mga sulog ug ang Raztec nakahimo og usa ka sensor range nga aktuwal nga makasukod sa mga sulog sa milliamp range pinaagi sa usa ka konduktor. praktikal ang usa ka function sa pagbalhin sa 100mV/AT, mao nga ang usa ka 15mA nga kasamtangan makahimo og usa ka magamit nga 1.5mV. pinaagi sa paggamit sa labing kaayo nga magamit nga kinauyokan nga materyal, ang labing ubos nga remanence sa us aka milliamp range mahimo usab nga makab-ot. Sa 100mV/AT, ang saturation mahitabo labaw sa 25 Amps. Ang mas ubos nga nakuha sa programming siyempre nagtugot alang sa mas taas nga mga sulog.
Ang taas nga mga sulog gisukod gamit ang naandan nga taas nga mga sensor karon. Ang pagbalhin gikan sa usa ka sensor ngadto sa lain nanginahanglan yano nga lohika.
Ang bag-ong han-ay sa mga coreless sensor sa Raztec usa ka maayo kaayo nga kapilian alang sa taas nga mga sensor karon. Kini nga mga himan nagtanyag maayo kaayo nga linearity, kalig-on ug zero hysteresis. Sila dali nga mapahiangay sa usa ka halapad nga mekanikal nga mga pag-configure ug karon nga mga han-ay. Kini nga mga himan gihimo nga praktikal pinaagi sa paggamit sa usa ka bag-ong henerasyon sa mga magnetic field sensor nga adunay maayo kaayo nga performance.
Ang duha ka matang sa sensor nagpabilin nga mapuslanon alang sa pagdumala sa signal-to-noise ratios nga adunay taas kaayo nga dynamic range sa mga sulog nga gikinahanglan.
Bisan pa, ang sobra nga katukma mahimong sobra tungod kay ang baterya mismo dili usa ka tukma nga counter sa coulomb. Ang usa ka sayup nga 5% tali sa pag-charge ug pag-discharge kasagaran alang sa mga baterya kung diin adunay dugang nga mga panagsumpaki. Uban niini sa hunahuna, ang usa ka medyo yano nga teknik gamit ang usa ka sukaranan nga modelo sa baterya mahimong magamit. Ang modelo mahimong maglakip sa walay-load nga boltahe sa terminal kumpara sa kapasidad, boltahe sa pagsingil batok sa kapasidad, pagdiskarga ug mga pagsukol sa bayad nga mahimong usbon sa mga siklo sa kapasidad ug pag-charge/discharge. Ang angay nga gisukod nga oras sa boltahe nga mga kanunay kinahanglan nga ma-establisar aron ma-accommodate ang pagkahurot ug pagbawi sa oras sa boltahe nga kanunay.
Ang usa ka hinungdanon nga bentaha sa maayo nga kalidad nga mga baterya sa lithium mao nga mawad-an sila gamay nga kapasidad sa taas nga rate sa pagdiskarga. Kini nga kamatuoran nagpasimple sa mga kalkulasyon. Sila usab adunay usa ka ubos kaayo nga leakage nga kasamtangan. Ang pagtulo sa sistema mahimong mas taas.
Kini nga teknik makapahimo sa estado sa pagbanabana sa bayad sulod sa pipila ka porsyento nga punto sa aktuwal nga nahabilin nga kapasidad human sa pag-establisar sa angay nga mga parameter, nga wala magkinahanglan sa pag-ihap sa coulomb. Ang baterya nahimong coulomb counter.
Mga tinubdan sa sayop sulod sa kasamtangan nga sensor
Sama sa nahisgotan na sa ibabaw, ang offset error kritikal sa coulometric count ug ang probisyon kinahanglang himoon sulod sa SOC monitor aron ma-calibrate ang sensor offset ngadto sa zero ubos sa zero kasamtangan nga kondisyon. Kini kasagaran mahimo lamang sa panahon sa pag-instalar sa pabrika. Bisan pa, ang mga sistema mahimong maglungtad nga nagtino sa zero karon ug busa gitugotan ang awtomatik nga pag-recalibrate sa offset. Kini usa ka sulundon nga sitwasyon tungod kay ang drift mahimong ma-accommodate.
Ikasubo, ang tanan nga mga teknolohiya sa sensor nagpatunghag thermal offset drift, ug ang mga karon nga sensor dili eksepsiyon. Atong makita karon nga kini usa ka kritikal nga kalidad. Pinaagi sa paggamit sa kalidad nga mga sangkap ug mabinantayon nga disenyo sa Raztec, nakahimo kami usa ka lainlaing mga thermally stable nga mga sensor karon nga adunay usa ka drift range nga <0.25mA/K. Alang sa usa ka pagbag-o sa temperatura nga 20K, mahimo kini nga usa ka labing kadaghan nga sayup nga 5mA.
Ang laing komon nga tinubdan sa kasaypanan sa kasamtangan nga mga sensor nga naglakip sa magnetic circuit mao ang hysteresis error tungod sa remanent magnetism. Kasagaran kini hangtod sa 400mA, nga naghimo sa ingon nga mga sensor nga dili angay alang sa pag-monitor sa baterya. Pinaagi sa pagpili sa labing maayo nga magnetic nga materyal, Raztec mikunhod kini nga kalidad ngadto sa 20mA ug kini nga sayop sa pagkatinuod pagkunhod sa panahon. Kung gamay ra nga sayup ang gikinahanglan, mahimo ang demagnetization, apan nagdugang daghang pagkakomplikado.
Ang usa ka gamay nga sayup mao ang pag-anod sa pag-calibrate sa function sa pagbalhin nga adunay temperatura, apan alang sa mga sensor sa masa kini nga epekto labi ka gamay kaysa sa pag-anod sa pasundayag sa cell nga adunay temperatura.
Ang labing kaayo nga pamaagi sa pagbanabana sa SOC mao ang paggamit sa usa ka kombinasyon sa mga teknik sama sa stable nga mga boltahe nga wala’y karga, mga boltahe sa cell nga gibayran sa IXR, mga ihap sa coulometric ug bayad sa temperatura sa mga parameter. Pananglitan, ang mga kasaypanan sa dugay nga panagsama mahimong mabalewala pinaagi sa pagbanabana sa SOC alang sa wala’y karga o ubos nga boltahe sa baterya.
Oras sa pag-post: Ago-09-2022