Skatting fan de steat fan lading (SOC) fan in lithium batterij is technysk lestich, benammen yn applikaasjes dêr't de batterij is net folslein opladen of folslein ûntslein.Sokke applikaasjes binne hybride elektryske auto's (HEV's).De útdaging komt út 'e heul platte spanningsûntladingseigenskippen fan lithiumbatterijen.De spanning feroaret amper fan 70% SOC nei 20% SOC.Yn feite is de spanningsfariaasje troch temperatuerferoaringen fergelykber mei de spanningsfariaasje troch ûntlading, dus as de SOC ôflaat wurde moat fan 'e spanning, moat de seltemperatuer kompensearre wurde.
In oare útdaging is dat de batterijkapasiteit wurdt bepaald troch de kapasiteit fan 'e sel mei leechste kapasiteit, sadat de SOC net beoardiele wurde moat op basis fan' e terminalspanning fan 'e sel, mar op' e terminalspanning fan 'e swakste sel.Dit klinkt allegear wat te dreech.Dus wêrom hâlde wy de totale hoemannichte stroom net gewoan yn 'e sel en balansearje it mei de stream dy't útkomt?Dit is bekend as coulometrysk tellen en klinkt ienfâldich genôch, mar der binne in protte swierrichheden mei dizze metoade.
Batterijenbinne gjin perfekte batterijen.Se nea werom wat jo sette yn harren.D'r is lekstroom tidens it opladen, dy't fariearret mei temperatuer, ladingsnivo, ladingsstatus en ferâldering.
De kapasiteit fan in batterij ferskilt ek net-lineêr mei de taryf fan ûntlading.Hoe flugger de ôffier, hoe leger de kapasiteit.Fan in 0.5C-ûntslach oant in 5C-ûntlading kin de reduksje sa heech wêze as 15%.
Batterijen hawwe in signifikant hegere lekstroom by hegere temperatueren.De ynterne sellen yn in batterij kinne hurder rinne as de eksterne sellen, sadat de sellekkage troch de batterij ûngelikense sil wêze.
Kapasiteit is ek in funksje fan temperatuer.Guon lithium-gemikaliën wurde mear beynfloede as oaren.
Om dizze ûngelikens te kompensearjen, wurdt selbalâns brûkt binnen de batterij.Dizze ekstra lekstroom is net mjitber bûten de batterij.
De batterijkapasiteit nimt stadichoan oer it libben fan 'e sel en oer de tiid ôf.
Elke lytse offset yn 'e aktuele mjitting sil yntegreare wurde en mei de tiid kin in grut oantal wurde, wat de krektens fan' e SOC serieus beynfloedet.
Al it boppesteande sil resultearje yn in drift yn krektens oer de tiid, útsein as reguliere kalibraasje wurdt útfierd, mar dit is allinnich mooglik as de batterij is hast ûntslein of hast fol.Yn HEV-applikaasjes is it it bêste om de batterij op sawat 50% lading te hâlden, dus ien mooglike manier om de metingsnauwkeurigheid betrouber te korrigearjen is om de batterij periodyk folslein op te laden.Pure elektryske auto's wurde regelmjittich opladen oant folslein of hast fol, sadat meting basearre op coulometryske tellen heul akkuraat kin wêze, foaral as oare batterijproblemen wurde kompensearre.
De kaai foar goede krektens yn coulometrysk tellen is goede stroomdeteksje oer in breed dynamysk berik.
De tradisjonele metoade foar it mjitten fan stroom is foar ús in shunt, mar dizze metoaden falle del as hegere (250A+) streamingen belutsen binne.Troch it enerzjyferbrûk moat de shunt fan lege wjerstân wêze.Shunts mei lege ferset binne net geskikt foar it mjitten fan lege (50mA) streamingen.Dit ropt fuortendaliks de wichtichste fraach op: wat binne de minimale en maksimale streamingen dy't te mjitten wurde?Dit wurdt it dynamyske berik neamd.
Oannommen fan in batterijkapasiteit fan 100Ahr, in rûge skatting fan 'e akseptabele yntegraasjeflater.
In 4 Amp flater sil produsearje 100% fan flaters yn in dei of in 0.4A flater sil produsearje 10% fan flaters yn in dei.
In 4/7A flater sil 100% fan flaters produsearje binnen in wike as in 60mA flater sil produsearje 10% fan flaters binnen in wike.
In 4/28A flater sil in 100% flater produsearje yn in moanne as in 15mA flater sil in 10% flater produsearje yn in moanne, wat wierskynlik de bêste mjitting is dy't kin wurde ferwachte sûnder opnij kalibraasje fanwege opladen of hast folsleine ûntlading.
Litte wy no sjen nei de shunt dy't de stroom mjit.Foar 250A sil in 1m ohm shunt oan 'e hege kant wêze en 62.5W produsearje.By 15mA sil it lykwols allinich 15 mikrovolt produsearje, dy't ferlern gean sil yn 'e eftergrûnlûd.It dynamyske berik is 250A/15mA = 17.000:1.As in 14-bit A/D-konverter it sinjaal wirklik kin "sjogge" yn lûd, offset en drift, dan is in 14-bit A/D-konverter nedich.In wichtige oarsaak fan offset is de spanning en grûn loop offset generearre troch it thermocouple.
Yn prinsipe is d'r gjin sensor dy't stroom kin mjitte yn dit dynamyske berik.Hege stroomsensors binne nedich om de hegere streamingen te mjitten fan traksje- en oplaadfoarbylden, wylst sensors foar lege stroom nedich binne om streamingen te mjitten fan bygelyks accessoires en elke aktuele steat fan nul.Sûnt de lege hjoeddeistige sensor ek "sjocht" de hege stroom, kin it net beskeadige of beskeadige wurde troch dizze, útsein foar sêding.Dit berekkent fuortendaliks de shuntstroom.
In oplossing
In tige geskikte famylje fan sensoren binne iepen loop Hall effekt hjoeddeistige sensoren.Dizze apparaten sille net beskeadige wurde troch hege streamingen en Raztec hat in sensorberik ûntwikkele dy't streamingen yn it milliamp-berik feitlik kin mjitte troch in inkele dirigint.in oerdracht funksje fan 100mV / AT is praktysk, sadat in 15mA hjoeddeistige sil produsearje in brûkbere 1,5mV.troch it brûken fan it bêste beskikbere kearnmateriaal, kin ek in heul lege remaninsje yn it single milliamp-berik berikt wurde.By 100mV / AT sil sêding foarkomme boppe 25 Amps.De legere programmearring winst makket fansels foar hegere streamingen.
Hege streamingen wurde metten mei konvinsjonele hege stroomsensors.Oerskeakelje fan de iene sensor nei de oare fereasket ienfâldige logika.
Raztec's nije oanbod fan coreless sensors is in poerbêste kar foar hege hjoeddeistige sensoren.Dizze apparaten biede poerbêste lineariteit, stabiliteit en nul hysteresis.Se binne maklik oan te passen oan in breed oanbod fan meganyske konfiguraasjes en aktuele berik.Dizze apparaten wurde praktysk makke troch it brûken fan in nije generaasje magnetyske fjildsensors mei poerbêste prestaasjes.
Beide sensortypen bliuwe foardielich foar it behearen fan sinjaal-to-lûd-ferhâldingen mei it heul hege dynamyske berik fan easke streamingen.
Ekstreme krektens soe lykwols oerstallich wêze, om't de batterij sels gjin krekte coulomb-teller is.In flater fan 5% tusken lading en ûntlading is typysk foar batterijen wêr't fierdere ynkonsistinsjes besteane.Mei dit yn gedachten kin in relatyf ienfâldige technyk mei in basisbatterijmodel brûkt wurde.It model kin no-load terminal spanning fersus kapasiteit, lading spanning fersus kapasiteit, ûntlading en lading wjerstannen dy't kinne wurde wizige mei kapasiteit en lading / ûntlaad syklusen.Geskikte mjitten spanningstiidkonstinten moatte wurde fêststeld om de tiidkonstinten foar útputting en herstelspanning te foldwaan.
In wichtich foardiel fan lithiumbatterijen fan goede kwaliteit is dat se heul lyts kapasiteit ferlieze by hege ûntladingsraten.Dit feit simplifies berekkeningen.Se hawwe ek in tige lege lekstroom.Systeemlekkage kin heger wêze.
Dizze technyk makket skatting steat fan lading mooglik binnen in pear persintaazje punten fan de werklike oerbleaune kapasiteit nei it fêststellen fan de passende parameters, sûnder de needsaak foar coulomb tellen.De batterij wurdt in coulomb-teller.
Flater boarnen binnen de hjoeddeiske sensor
Lykas hjirboppe neamd, is de offsetflater kritysk foar de coulometryske telling en foarsjenning moat wurde makke binnen de SOC-monitor om de sensoroffset nei nul te kalibrearjen ûnder nul hjoeddeistige omstannichheden.Dit is normaal allinich mooglik by fabrykynstallaasje.Lykwols, systemen kinne bestean dy't bepale nul hjoeddeistige en dêrom tastean automatyske rekalibraasje fan de offset.Dit is in ideale situaasje as drift kin wurde ûnderbrocht.
Spitigernôch produsearje alle sensortechnologyen termyske offsetdrift, en hjoeddeistige sensoren binne gjin útsûndering.Wy kinne no sjen dat dit in krityske kwaliteit is.Troch gebrûk fan kwaliteitskomponinten en soarchfâldich ûntwerp by Raztec, hawwe wy in berik fan thermysk stabile stroomsensors ûntwikkele mei in driftberik fan <0.25mA/K.Foar in temperatuerferoaring fan 20K kin dit in maksimale flater fan 5mA produsearje.
In oare mienskiplike boarne fan flater yn hjoeddeistige sensoren dy't in magnetysk sirkwy opnimme, is de hysteresisflater feroarsake troch remanint magnetisme.Dit is faak oant 400mA, wat sokke sensoren net geskikt makket foar batterijmonitoring.Troch it bêste magnetyske materiaal te selektearjen hat Raztec dizze kwaliteit ferlege nei 20mA en dizze flater is yn 'e rin fan' e tiid eins fermindere.As minder flater nedich is, is demagnetisaasje mooglik, mar foeget in soad kompleksiteit ta.
In lytsere flater is de drift fan de oerdracht funksje kalibraasje mei temperatuer, mar foar massa sensors dit effekt is folle lytser as de drift fan de sel prestaasjes mei temperatuer.
De bêste oanpak foar SOC-skatting is om in kombinaasje fan techniken te brûken lykas stabile no-load spanningen, selspanningen kompensearre troch IXR, coulometryske tellen en temperatuerkompensaasje fan parameters.Bygelyks, lange-termyn yntegraasje flaters kinne wurde negearre troch it skatten fan de SOC foar no-load of lege-load batterij voltages.
Post tiid: Aug-09-2022