Stat tal-Ħlas tal-batterija tal-litju

Kejl tal-Istat ta' Ċarġ (SoC) tal-litju-jone

Il-batteriji tal-jone tal-litju jintużaw b'mod rikorrenti f'varjetà ta 'applikazzjonijiet.Biex tiżgura utilizzazzjoni effettiva tal-batterija u ħajja itwal, il sistemi ta' ġestjoni tal-batteriji (BMS) huma impjegati.BMSs riċenti qed isiru sofistikati u jikkawżaw konsum ogħla overhead fuq il-batterija.Is-SoC stmat huwa kkalibrat bl-użu ta 'Vultaġġ ta' Ċirkwit Miftuħ (OCV) oriġinali mmexxi mill-avvenimenti għal relazzjoni tal-kurva tas-SoC.Il-paragun tas-sistema mfassla jsir mal-kontropartijiet tradizzjonali.Ir-riżultati juru prestazzjoni akbar tat-tielet ordni tas-sistema proposta f'termini ta 'gwadann tal-kompressjoni u effiċjenza komputazzjonali filwaqt li jiżguraw preċiżjoni analoga ta' stima tas-SoC.

Definizzjoni u Klassifikazzjoni ta' Stima SOC

SOC huwa wieħed mill-aktar parametri importanti għall-batteriji, iżda d-definizzjoni tiegħu tippreżenta ħafna kwistjonijiet differenti.B'mod ġenerali, is-SOC ta 'batterija huwa definit bħala l-proporzjon tal-kapaċità attwali tagħha () mal-kapaċità nominali ().Il-kapaċità nominali hija mogħtija mill-manifattur u tirrappreżenta l-ammont massimu ta 'ċarġ li jista' jinħażen fil-batterija.Is-SOC jista' jiġi definit kif ġej:

Stat ta' ħlas (SoC) huwa l-livell ta 'ċarġ ta' batterija elettrika relattiv għall-kapaċità tagħha.L-unitajiet ta 'SoC huma punti perċentwali (0% = vojta; 100% = sħiħa).Forma alternattiva ta 'l-istess miżura hija l-fond ta' skariku (DoD), l-invers ta 'SoC (100% = vojta; 0% = sħiħa).

Hemm diversi modi biex tikseb kejl tal-Istat tal-Ħlas (SoC) tal-Lithium-Ion jew Fond ta' Skariku (DoD) għal batterija tal-litju.Xi metodi huma pjuttost ikkumplikati biex jiġu implimentati u jeħtieġu tagħmir kumpless (spettroskopija tal-impedenza jew gauge tal-idrometru għal batteriji taċ-ċomb-aċidu).

Hawnhekk ser niddettaljaw iż-żewġ metodi l-aktar komuni u sempliċi biex nistmaw l-istat ta 'ċarġ ta' batterija: metodu ta 'vultaġġ jew Vultaġġ Ċirkwit Miftuħ (OCV ) u l-metodu tal-għadd tal-coulomb.

1/ Stima tas-SoC bl-użu tal-Metodu tal-Vultaġġ ta' Ċirkwit Miftuħ (OCV)

It-tipi kollha ta 'batteriji għandhom ħaġa waħda komuni: il-vultaġġ fit-terminali tagħhom jonqos jew jiżdied skond il-livell ta' ċarġ tagħhom.Il-vultaġġ se jkun l-ogħla meta l-batterija tkun kompletament iċċarġjata u l-inqas meta tkun vojta.

Din ir-relazzjoni bejn il-vultaġġ u SOC tiddependi direttament fuq it-teknoloġija tal-batterija użata.Bħala eżempju, id-dijagramma t'hawn taħt tqabbel il-kurvi tal-iskarigu bejn batterija taċ-ċomb u batterija tal-Ion tal-litju.

Wieħed jista 'jara li l-batteriji taċ-ċomb-aċidu għandhom kurva relattivament lineari, li tippermetti stima tajba tal-istat tal-ħlas: għal vultaġġ imkejjel, huwa possibbli li jiġi stmat b'mod pjuttost preċiż il-valur tas-SoC assoċjat.

Madankollu, il-batteriji tal-jone tal-litju għandhom kurva ta 'skarika ferm aktar fissa, li jfisser li fuq medda operattiva wiesgħa, il-vultaġġ fit-terminali tal-batterija jinbidel ftit ħafna.

It-teknoloġija tal-Fosfat tal-Ħadid tal-Lithium għandha l-aktar kurva ta 'skarika ċatta, li tagħmilha diffiċli ħafna li tiġi stmata SoC fuq kejl sempliċi tal-vultaġġ.Tabilħaqq, id-differenza fil-vultaġġ bejn żewġ valuri SoC tista 'tkun tant żgħira li mhux possibbli li jiġi stmat l-istat ta' ħlas bi preċiżjoni tajba.

Id-dijagramma t'hawn taħt turi li d-differenza tal-kejl tal-vultaġġ bejn valur DoD ta '40% u 80% hija madwar 6.0V għal batterija 48V fit-teknoloġija taċ-ċomb-aċidu, filwaqt li hija biss 0.5V għall-litju-ħadid-fosfat!

Madankollu, indikaturi ta 'ċarġ kalibrati jistgħu jintużaw speċifikament għal batteriji tal-jone tal-litju b'mod ġenerali u batteriji tal-fosfat tal-ħadid tal-litju b'mod partikolari.Kejl preċiż, flimkien ma 'kurva tat-tagħbija mudellata, jippermetti li jinkiseb kejl SoC bi preċiżjoni ta' 10 sa 15%.

2/ Stima tas-SoC bl-użu tal-metodu Coulomb Counting

Biex issegwi l-istat ta 'ċarġ meta tuża l-batterija, l-aktar metodu intuwittiv huwa li ssegwi l-kurrent billi tintegrah waqt l-użu taċ-ċelluli.Din l-integrazzjoni tagħti direttament in-numru ta 'karigi elettriċi injettati jew irtirati mill-batterija, u b'hekk ikun possibbli li jiġi kkwantifikat b'mod preċiż is-SoC tal-batterija.

B'differenza mill-metodu OCV, dan il-metodu huwa kapaċi jiddetermina l-evoluzzjoni tal-istat ta 'ċarġ waqt l-użu tal-batterija.Ma teħtieġx li l-batterija tkun mistrieħa biex twettaq kejl preċiż.

Counter Coulomb

Għalkemm il-kejl tal-kurrent jitwettaq minn resistor ta 'preċiżjoni, jistgħu jseħħu żbalji żgħar ta' kejl, relatati mal-frekwenza tat-teħid tal-kampjuni.Biex tikkoreġi dawn l-iżbalji marġinali, il-counter coulomb jiġi kkalibrat mill-ġdid f'kull ċiklu ta 'tagħbija.

Lithium-Ion Stat tal-Ħlas (SoC) kejl magħmul bl-għadd tal-coulomb jippermetti żball ta 'kejl ta' inqas minn 1%, li jippermetti indikazzjoni preċiża ħafna tal-enerġija li tibqa 'fil-batterija.B'differenza mill-metodu OCV, l-għadd tal-coulomb huwa indipendenti mill-varjazzjonijiet tal-qawwa tal-batterija (li jikkawżaw tnaqqis fil-vultaġġ tal-batterija), u l-eżattezza tibqa 'kostanti irrispettivament mill-użu tal-batterija.