Литијумска батерија Стање напуњености

Мерење литијум-јонског стања напуњености (СоЦ).

Литијум-јонске батерије се стално користе у разним апликацијама.Да би се обезбедило ефикасно коришћење батерије и дужи век, системи за управљање батеријама (БМС) су запослени.Новији БМС-ови постају софистицирани и узрокују већу потрошњу батерије.Процењени СоЦ је калибрисан коришћењем оригиналног односа напона отвореног кола вођеног догађајем (ОЦВ) према криву СоЦ.Поређење осмишљеног система је направљено са традиционалним панданима.Резултати показују више од трећег реда величине надмашивача предложеног система у смислу појачања компресије и рачунарске ефикасности уз обезбеђивање аналогне прецизности СоЦ процене.

Дефиниција и класификација СОЦ процене

СОЦ је један од најважнијих параметара за батерије, али његова дефиниција представља много различитих питања.Генерално, СОЦ батерије се дефинише као однос њеног тренутног капацитета () и номиналног капацитета ().Називни капацитет је дат од стране произвођача и представља максималну количину пуњења која се може ускладиштити у батерији.СПЦ се може дефинисати на следећи начин:

Стање напуњености (СоЦ) је ниво напуњености електричне батерије у односу на њен капацитет.Јединице СоЦ-а су процентуални поени (0% = празно; 100% = пуно).Алтернативни облик исте мере је дубина пражњења (ДоД), инверзна од СоЦ (100% = празан; 0% = пун).

Постоји неколико начина да добијете мерење стања напуњености литијум-јона (СоЦ) или Дубина пражњења (ДоД) за литијумску батерију.Неке методе су прилично компликоване за имплементацију и захтевају сложену опрему (импедансна спектроскопија или хидрометар за оловне батерије).

Овде ћемо детаљно описати две најчешће и најједноставније методе за процену стања напуњености батерије: метод напона или Напон отвореног кола (ОЦВ ) и метод бројања кулона.

1/ СоЦ процена коришћењем методе напона отвореног кола (ОЦВ)

Све врсте батерија имају једну заједничку ствар: напон на њиховим терминалима се смањује или повећава у зависности од нивоа напуњености.Напон ће бити највећи када је батерија потпуно напуњена, а најмањи када је празна.

Овај однос између напона и СОЦ зависи директно од технологије батерије која се користи.Као пример, дијаграм испод упоређује криве пражњења између оловне батерије и литијум-јонске батерије.

Може се видети да оловно-киселинске батерије имају релативно линеарну криву, што омогућава добру процену стања напуњености: за измерени напон, могуће је прилично прецизно проценити вредност придруженог СоЦ-а.

Међутим, литијум-јонске батерије имају много равнију криву пражњења, што значи да се у широком радном опсегу напон на терминалима батерије веома мало мења.

Технологија литијум гвожђе фосфата има најравнију криву пражњења, што отежава процену СоЦ-а на једноставном мерењу напона.Заиста, разлика напона између две вредности СоЦ може бити толико мала да није могуће проценити стање наелектрисања са добром прецизношћу.

Дијаграм испод показује да је разлика у мерењу напона између ДоД вредности од 40% и 80% око 6,0В за батерију од 48В у оловно-киселинској технологији, док је само 0,5В за литијум-гвожђе-фосфат!

Међутим, калибрисани индикатори напуњености могу се користити посебно за литијум-јонске батерије уопште, а посебно за литијум-гвожђе-фосфатне батерије.Прецизно мерење, заједно са моделованом кривом оптерећења, омогућава да се СоЦ мерења добију са тачношћу од 10 до 15%.

2/ СоЦ процена коришћењем методе Цоуломб Цоунтинг

Да бисте пратили стање напуњености када користите батерију, најинтуитивнији метод је да пратите струју тако што ћете је интегрисати током употребе ћелије.Ова интеграција директно даје број електричних пуњења убризганих или повучених из батерије, чиме је могуће прецизно квантификовати СоЦ батерије.

За разлику од ОЦВ методе, овај метод је у стању да одреди еволуцију стања напуњености током употребе батерије.Није потребно да батерија мирује да би се извршило тачно мерење.

Цоуломб Цоунтер

Иако се мерење струје врши прецизним отпорником, могу се јавити мале грешке у мерењу, повезане са фреквенцијом узорковања.Да би се исправиле ове маргиналне грешке, бројач кулона се поново калибрише при сваком циклусу оптерећења.

Литијум-јонски Стање напуњености (СоЦ) мерење извршено кулонским бројањем дозвољава грешку мерења мању од 1%, што омогућава веома прецизну индикацију преостале енергије у батерији.За разлику од ОЦВ методе, бројање кулона је независно од флуктуација снаге батерије (које изазивају пад напона батерије), а тачност остаје константна без обзира на употребу батерије.