Teoria e ngarkimit dhe shkarkimit të litiumit dhe dizenjimi i metodës së llogaritjes së energjisë elektrike
2. Hyrje në matësin e baterisë
2.1 Funksioni i futjes së njehsorit të energjisë elektrike
Menaxhimi i baterisë mund të konsiderohet si pjesë e menaxhimit të energjisë.Në menaxhimin e baterisë, njehsori i energjisë elektrike është përgjegjës për vlerësimin e kapacitetit të baterisë.Funksioni i tij themelor është të monitorojë tensionin, rrymën e ngarkimit/shkarkimit dhe temperaturën e baterisë, dhe të vlerësojë gjendjen e karikimit (SOC) dhe kapacitetin e plotë të ngarkimit (FCC) të baterisë.Ekzistojnë dy metoda tipike për të vlerësuar gjendjen e ngarkimit të baterisë: metoda e tensionit të qarkut të hapur (OCV) dhe metoda kuloometrike.Metoda tjetër është algoritmi i tensionit dinamik i projektuar nga RICHTEK.
2.2 Metoda e tensionit të qarkut të hapur
Është e lehtë të realizohet njehsori i energjisë elektrike duke përdorur metodën e tensionit të qarkut të hapur, i cili mund të merret duke kontrolluar gjendjen përkatëse të ngarkimit të tensionit të qarkut të hapur.Tensioni i qarkut të hapur supozohet të jetë voltazhi i terminalit të baterisë kur bateria pushon për më shumë se 30 minuta.
Kurba e tensionit të baterisë do të ndryshojë me ngarkesën, temperaturën dhe vjetërsinë e baterisë.Prandaj, një voltmetër fiks me qark të hapur nuk mund të përfaqësojë plotësisht gjendjen e ngarkimit;Gjendja e pagesës nuk mund të vlerësohet vetëm duke kërkuar në tabelë.Me fjalë të tjera, nëse gjendja e ngarkesës vlerësohet vetëm duke kërkuar në tabelë, gabimi do të jetë i madh.
Figura më poshtë tregon se gjendja e ngarkimit (SOC) e të njëjtit tension të baterisë është shumë e ndryshme nga metoda e tensionit të qarkut të hapur nën karikim dhe shkarkim.
Figura 5. Tensioni i baterisë në kushtet e karikimit dhe shkarkimit
Nga figura më poshtë mund të shihet se gjendja e ngarkesës ndryshon shumë nën ngarkesa të ndryshme gjatë shkarkimit.Pra, në thelb, metoda e tensionit të qarkut të hapur është e përshtatshme vetëm për sistemet që kërkojnë saktësi të ulët të gjendjes së ngarkimit, siç janë makinat që përdorin bateri me acid plumbi ose furnizime me energji të pandërprerë.
Figura 6. Tensioni i baterisë nën ngarkesa të ndryshme gjatë shkarkimit
2.3 Metoda kulometrike
Parimi i funksionimit të kulometrisë është të lidhni një rezistencë zbulimi në rrugën e karikimit/shkarkimit të baterisë.ADC mat tensionin në rezistencën e zbulimit dhe e konverton atë në vlerën aktuale të baterisë që ngarkohet ose shkarkohet.Numëruesi në kohë reale (RTC) mund të integrojë vlerën aktuale me kohën për të ditur se sa kulonë rrjedhin.
Figura 7. Mënyra bazë e punës së metodës së matjes së kulonit
Metoda kuloometrike mund të llogarisë me saktësi gjendjen e karikimit në kohë reale gjatë karikimit ose shkarkimit.Me numëruesin e kulonit të ngarkimit dhe kulonit të shkarkimit, ai mund të llogarisë kapacitetin e mbetur elektrik (RM) dhe kapacitetin e plotë të ngarkimit (FCC).Në të njëjtën kohë, kapaciteti i mbetur i karikimit (RM) dhe kapaciteti i plotë i ngarkimit (FCC) mund të përdoren gjithashtu për të llogaritur gjendjen e karikimit (SOC=RM/FCC).Përveç kësaj, ai gjithashtu mund të vlerësojë kohën e mbetur, të tilla si shterimi i energjisë (TTE) dhe plotësia e energjisë (TTF).
Figura 8. Formula e llogaritjes së metodës së kulonit
Janë dy faktorë kryesorë që shkaktojnë devijimin e saktësisë së metrologjisë kulonë.E para është akumulimi i gabimit të kompensimit në sensorin e rrymës dhe matjen ADC.Megjithëse gabimi i matjes është relativisht i vogël me teknologjinë aktuale, nëse nuk ka metodë të mirë për ta eliminuar atë, gabimi do të rritet me kalimin e kohës.Figura më poshtë tregon se në zbatim praktik, nëse nuk ka korrigjim në kohëzgjatjen, gabimi i grumbulluar është i pakufizuar.
Figura 9. Gabimi kumulativ i metodës së kulonit
Për të eliminuar gabimin e grumbulluar, ekzistojnë tre pika të mundshme kohore në funksionimin normal të baterisë: fundi i karikimit (EOC), fundi i shkarkimit (EOD) dhe pushimi (Relax).Bateria është plotësisht e ngarkuar dhe gjendja e karikimit (SOC) duhet të jetë 100% kur të arrihet gjendja e fundit e karikimit.Gjendja e përfundimit të shkarkimit do të thotë që bateria është shkarkuar plotësisht dhe gjendja e ngarkimit (SOC) duhet të jetë 0%;Mund të jetë një vlerë absolute e tensionit ose të ndryshojë me ngarkesën.Kur arrin në gjendjen e pushimit, bateria as nuk ngarkohet dhe as nuk shkarkohet dhe qëndron në këtë gjendje për një kohë të gjatë.Nëse përdoruesi dëshiron të përdorë gjendjen e pushimit të baterisë për të korrigjuar gabimin e metodës kuloometrike, ai duhet të përdorë një voltmetër me qark të hapur në këtë moment.Figura më poshtë tregon se gabimi i gjendjes së ngarkimit në kushtet e mësipërme mund të korrigjohet.
Figura 10. Kushtet për eliminimin e gabimit kumulativ të metodës kuloometrike
Faktori i dytë kryesor që shkakton devijimin e saktësisë së metodës së matjes së kulonit është gabimi i kapacitetit të plotë të ngarkimit (FCC), i cili është ndryshimi midis kapacitetit të projektimit të baterisë dhe kapacitetit real të ngarkimit të plotë të baterisë.Kapaciteti i plotë i ngarkimit (FCC) do të ndikohet nga temperatura, plakja, ngarkesa dhe faktorë të tjerë.Prandaj, metoda e ri-mësimit dhe kompensimit të kapacitetit plotësisht të ngarkuar është shumë e rëndësishme për metodën kulometrike.Figura më poshtë tregon tendencën e gabimit SOC kur kapaciteti i plotë i ngarkimit mbivlerësohet dhe nënvlerësohet.
Figura 11. Trendi i gabimit kur kapaciteti i plotë i ngarkimit mbivlerësohet dhe nënvlerësohet
Koha e postimit: Shkurt-15-2023