ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿ ಚಾರ್ಜ್ ಸ್ಥಿತಿ

ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಆಫ್ ಚಾರ್ಜ್ (SoC) ಮಾಪನ

ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಪುನರಾವರ್ತಿತವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಬ್ಯಾಟರಿ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಜೀವನವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ದಿ ಬ್ಯಾಟರಿ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು (BMS) ಉದ್ಯೋಗದಲ್ಲಿದ್ದಾರೆ.ಇತ್ತೀಚಿನ BMS ಗಳು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕವಾಗುತ್ತಿವೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ.SoC ಕರ್ವ್ ಸಂಬಂಧಕ್ಕೆ ಮೂಲ ಈವೆಂಟ್-ಚಾಲಿತ ಓಪನ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (OCV) ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅಂದಾಜು SoC ಅನ್ನು ಮಾಪನಾಂಕ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಕೌಂಟರ್ಪಾರ್ಟ್ಸ್ನೊಂದಿಗೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸಾದೃಶ್ಯದ SoC ಅಂದಾಜಿನ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಖಾತ್ರಿಪಡಿಸುವಾಗ ಸಂಕೋಚನ ಗಳಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ದಕ್ಷತೆಯ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ಮೂರನೇ ಕ್ರಮಾಂಕಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ.

SOC ಅಂದಾಜಿನ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ ಮತ್ತು ವರ್ಗೀಕರಣ

SOC ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಅದರ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನವು ಹಲವಾರು ವಿಭಿನ್ನ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸುತ್ತದೆ.ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಬ್ಯಾಟರಿಯ SOC ಅನ್ನು ಅದರ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ () ನಾಮಮಾತ್ರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ () ಅನುಪಾತ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ.ನಾಮಮಾತ್ರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ತಯಾರಕರಿಂದ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದಾದ ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರಮಾಣದ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.SOC ಅನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಬಹುದು:

ಚಾರ್ಜ್ ಸ್ಥಿತಿ (SoC) ಅದರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಚಾರ್ಜ್ನ ಮಟ್ಟವಾಗಿದೆ.SoC ಯ ಘಟಕಗಳು ಶೇಕಡಾವಾರು ಅಂಕಗಳಾಗಿವೆ (0% = ಖಾಲಿ; 100% = ಪೂರ್ಣ).ಅದೇ ಅಳತೆಯ ಪರ್ಯಾಯ ರೂಪವೆಂದರೆ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ನ ಆಳ (DoD), SoC ನ ವಿಲೋಮ (100% = ಖಾಲಿ; 0% = ಪೂರ್ಣ).

ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಆಫ್ ಚಾರ್ಜ್ (SoC) ಮಾಪನವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಹಲವಾರು ಮಾರ್ಗಗಳಿವೆ ಅಥವಾ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ನ ಆಳ (DoD) ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿಗಾಗಿ.ಕೆಲವು ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಜಟಿಲವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣ ಉಪಕರಣಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ (ಇಂಪೆಡೆನ್ಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಅಥವಾ ಲೀಡ್-ಆಸಿಡ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಹೈಡ್ರೋಮೀಟರ್ ಗೇಜ್).

ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಚಾರ್ಜ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು ನಾವು ಎರಡು ಸಾಮಾನ್ಯ ಮತ್ತು ಸರಳ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸುತ್ತೇವೆ: ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವಿಧಾನ ಅಥವಾ ಓಪನ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (OCV ) ಮತ್ತು ಕೂಲಂಬ್ ಎಣಿಕೆಯ ವಿಧಾನ.

ಓಪನ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವಿಧಾನ (OCV) ಬಳಸಿಕೊಂಡು 1/ SoC ಅಂದಾಜು

ಎಲ್ಲಾ ವಿಧದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ಒಂದು ವಿಷಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ: ಅವುಗಳ ಟರ್ಮಿನಲ್ಗಳಲ್ಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಅವುಗಳ ಚಾರ್ಜ್ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿರುವಾಗ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅತ್ಯಧಿಕ ಮತ್ತು ಖಾಲಿಯಾದಾಗ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ.

ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು SOC ನಡುವಿನ ಈ ಸಂಬಂಧವು ಬಳಸಿದ ಬ್ಯಾಟರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ, ಕೆಳಗಿನ ರೇಖಾಚಿತ್ರವು ಸೀಸದ ಬ್ಯಾಟರಿ ಮತ್ತು ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ನಡುವಿನ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳನ್ನು ಹೋಲಿಸುತ್ತದೆ.

ಲೀಡ್-ಆಸಿಡ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ರೇಖೀಯ ಕರ್ವ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಇದು ಚಾರ್ಜ್ ಸ್ಥಿತಿಯ ಉತ್ತಮ ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ: ಅಳತೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಾಗಿ, ಸಂಬಂಧಿತ SoC ಯ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಸಾಕಷ್ಟು ನಿಖರವಾಗಿ ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಚಪ್ಪಟೆಯಾದ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಕರ್ವ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಇದರರ್ಥ ವ್ಯಾಪಕ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಟರ್ಮಿನಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸ್ವಲ್ಪಮಟ್ಟಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಲಿಥಿಯಂ ಐರನ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಫ್ಲಾಟೆಸ್ಟ್ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಕರ್ವ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಸರಳ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಾಪನದಲ್ಲಿ SoC ಅನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಎರಡು SoC ಮೌಲ್ಯಗಳ ನಡುವಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರಬಹುದು, ಅದು ಉತ್ತಮ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಚಾರ್ಜ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ.

ಲೀಡ್-ಆಸಿಡ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ 48V ಬ್ಯಾಟರಿಗೆ 40% ಮತ್ತು 80% ನ DoD ಮೌಲ್ಯದ ನಡುವಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಾಪನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಸುಮಾರು 6.0V ಆಗಿದೆ ಎಂದು ಕೆಳಗಿನ ರೇಖಾಚಿತ್ರವು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಇದು ಲಿಥಿಯಂ-ಐರನ್-ಫಾಸ್ಫೇಟ್‌ಗೆ ಕೇವಲ 0.5V ಆಗಿದೆ!

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯದ ಚಾರ್ಜ್ ಸೂಚಕಗಳನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಲಿಥಿಯಂ ಐರನ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಬಳಸಬಹುದು.ಒಂದು ನಿಖರವಾದ ಮಾಪನ, ಮಾದರಿಯ ಲೋಡ್ ಕರ್ವ್ ಜೊತೆಗೂಡಿ, SoC ಮಾಪನಗಳನ್ನು 10 ರಿಂದ 15% ರಷ್ಟು ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಪಡೆಯಲು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

2/ Coulomb ಕೌಂಟಿಂಗ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು SoC ಅಂದಾಜು

ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಬಳಸುವಾಗ ಚಾರ್ಜ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು, ಸೆಲ್ ಬಳಕೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಸ್ತುತವನ್ನು ಅನುಸರಿಸುವುದು ಅತ್ಯಂತ ಅರ್ಥಗರ್ಭಿತ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.ಈ ಏಕೀಕರಣವು ಬ್ಯಾಟರಿಯಿಂದ ಇಂಜೆಕ್ಟ್ ಮಾಡಲಾದ ಅಥವಾ ಹಿಂತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಶುಲ್ಕಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ನೀಡುತ್ತದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯ SoC ಅನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

OCV ವಿಧಾನಕ್ಕಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಈ ವಿಧಾನವು ಬ್ಯಾಟರಿ ಬಳಕೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ ಸ್ಥಿತಿಯ ವಿಕಸನವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.ನಿಖರವಾದ ಮಾಪನವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಬ್ಯಾಟರಿಯು ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಪಡೆಯುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ.

ಕೂಲಂಬ್ ಕೌಂಟರ್

ಪ್ರಸ್ತುತ ಮಾಪನವನ್ನು ನಿಖರವಾದ ಪ್ರತಿರೋಧಕದಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಮಾದರಿ ಆವರ್ತನಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಸಣ್ಣ ಅಳತೆ ದೋಷಗಳು ಸಂಭವಿಸಬಹುದು.ಈ ಕನಿಷ್ಠ ದೋಷಗಳನ್ನು ಸರಿಪಡಿಸಲು, ಪ್ರತಿ ಲೋಡ್ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಕೂಲಂಬ್ ಕೌಂಟರ್ ಅನ್ನು ಮರುಮಾಪನ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಚಾರ್ಜ್ ಸ್ಟೇಟ್ (SoC) ಕೂಲಂಬ್ ಎಣಿಕೆಯ ಮೂಲಕ ಮಾಡಿದ ಮಾಪನವು 1% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಮಾಪನ ದೋಷವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿಯಲ್ಲಿ ಉಳಿದಿರುವ ಶಕ್ತಿಯ ನಿಖರವಾದ ಸೂಚನೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.OCV ವಿಧಾನಕ್ಕಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಕೂಲಂಬ್ ಎಣಿಕೆಯು ಬ್ಯಾಟರಿ ಶಕ್ತಿಯ ಏರಿಳಿತಗಳಿಂದ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್‌ಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ), ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಬಳಕೆಯ ಹೊರತಾಗಿಯೂ ನಿಖರತೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ.