Mat á hleðsluástandi (SOC) litíum rafhlöðu er tæknilega erfitt, sérstaklega í forritum þar sem rafhlaðan er ekki fullhlaðin eða fullhlaðin.Slík forrit eru tvinn rafbílar (HEV).Áskorunin stafar af mjög flatri spennuútskriftareiginleikum litíum rafhlöðu.Spenna breytist varla úr 70% SOC í 20% SOC.Reyndar er spennubreytileiki vegna hitabreytinga svipaður og spennubreyting vegna afhleðslu, þannig að ef leiða á SOC af spennunni verður að jafna hitastig frumunnar.
Önnur áskorun er að rafgeymirinn ræðst af afkastagetu frumunnar með lægstu afkastagetu, þannig að SOC ætti ekki að vera dæmt út frá klemmuspennu frumunnar, heldur út frá klemmuspennu veikustu frumunnar.Þetta hljómar allt aðeins of erfitt.Svo hvers vegna höldum við ekki einfaldlega heildarmagninu af straumi sem flæðir inn í frumuna og jöfnum það með straumnum sem flæðir út?Þetta er þekkt sem coulometric counting og hljómar nógu einfalt, en það eru margir erfiðleikar við þessa aðferð.
Rafhlöðureru ekki fullkomnar rafhlöður.Þeir skila aldrei því sem þú setur í þá.Lekastraumur er við hleðslu sem er breytilegur eftir hitastigi, hleðsluhraða, hleðsluástandi og öldrun.
Afkastageta rafhlöðu er einnig ólínulega breytilegt eftir hraða afhleðslunnar.Því hraðar sem losun er, því minni afkastageta.Frá 0,5C losun til 5C losunar getur minnkunin orðið allt að 15%.
Rafhlöður hafa verulega meiri lekastraum við hærra hitastig.Innri frumur í rafhlöðu geta orðið heitari en ytri frumur, þannig að klefi leki í gegnum rafhlöðuna verður ójafn.
Afkastageta er einnig fall af hitastigi.Sum litíumefni hafa meiri áhrif en önnur.
Til að vega upp á móti þessum ójöfnuði er frumujöfnun notuð innan rafhlöðunnar.Þessi viðbótarlekastraumur er ekki mælanlegur utan rafhlöðunnar.
Afkastageta rafhlöðunnar minnkar jafnt og þétt yfir líftíma frumunnar og með tímanum.
Sérhver lítil frávik í núverandi mælingu verða samþætt og með tímanum getur það orðið stór tala, sem hefur alvarleg áhrif á nákvæmni SOC.
Allt ofangreint mun leiða til þess að nákvæmni breytist með tímanum nema regluleg kvörðun sé framkvæmd, en það er aðeins mögulegt þegar rafhlaðan er næstum tæmd eða næstum full.Í HEV forritum er best að halda rafhlöðunni í um það bil 50% hleðslu, svo ein möguleg leið til að leiðrétta mælingarnákvæmni á áreiðanlegan hátt er að hlaða rafhlöðuna að fullu reglulega.Hrein rafknúin farartæki eru reglulega hlaðin að fullu eða næstum því full, þannig að mælingar byggðar á hæðartölum geta verið mjög nákvæmar, sérstaklega ef bætt er upp fyrir önnur rafhlöðuvandamál.
Lykillinn að góðri nákvæmni í kúlómetrískri talningu er góð straumgreining á breitt hreyfisvið.
Hefðbundin aðferð við að mæla straum er fyrir okkur shunt, en þessar aðferðir falla niður þegar hærri (250A+) straumar eiga í hlut.Vegna orkunotkunar þarf shuntið að vera með litla viðnám.Lágviðnám shunts henta ekki til að mæla lága (50mA) strauma.Þetta vekur strax upp mikilvægustu spurninguna: hverjir eru lágmarks- og hámarksstraumar sem á að mæla?Þetta er kallað hreyfisvið.
Miðað við rafhlöðugetu upp á 100Ahr, gróft mat á viðunandi samþættingarvillu.
4 Amp villa mun framleiða 100% villna á einum degi eða 0,4A villa mun framleiða 10% villna á dag.
4/7A villa mun framleiða 100% villna innan viku eða 60mA villa mun framleiða 10% villna innan viku.
4/28A villa mun framleiða 100% villu á mánuði eða 15mA villa mun framleiða 10% villa á mánuði, sem er líklega besta mælingin sem hægt er að búast við án endurkvörðunar vegna hleðslu eða næstum algjörrar losunar.
Nú skulum við líta á shuntið sem mælir strauminn.Fyrir 250A mun 1m ohm shunt vera á háu hliðinni og framleiða 62,5W.Hins vegar, við 15mA mun það aðeins framleiða 15 míkróvolt, sem tapast í bakgrunnshljóði.Aflsviðið er 250A/15mA = 17.000:1.Ef 14-bita A/D breytir getur raunverulega "séð" merkið í hávaða, offset og drift, þá þarf 14-bita A/D breytir.Mikilvæg orsök offsetna er spennu- og jarðlykkjujöfnun sem myndast af hitaeiningunni.
Í grundvallaratriðum er enginn skynjari sem getur mælt straum á þessu hreyfisviði.Hástraumsskynjara þarf til að mæla hærri strauma frá tog- og hleðsludæmum, en lágstraumsskynjara þarf til að mæla strauma frá td aukabúnaði og hvaða núllstraumsástand sem er.Þar sem lágstraumsskynjarinn „sér“ líka hástrauminn getur hann ekki skemmst eða skemmst af þessum nema fyrir mettun.Þetta reiknar strax shuntstrauminn.
Lausn
Mjög hentug fjölskylda skynjara eru opin lykkja Hall effect straumskynjarar.Þessi tæki verða ekki fyrir skemmdum af miklum straumum og Raztec hefur þróað skynjarasvið sem getur í raun mælt strauma á milliamparbilinu í gegnum einn leiðara.flutningsaðgerð upp á 100mV/AT er hagnýt, þannig að 15mA straumur mun framleiða nothæft 1,5mV.með því að nota besta fáanlega kjarnaefnið er einnig hægt að ná mjög lágu endurlífi á einstökum milliampara sviðinu.Við 100mV/AT mun mettun eiga sér stað yfir 25 Amp.Minni forritunarávinningur gerir auðvitað ráð fyrir hærri straumum.
Stórstraumar eru mældir með hefðbundnum hástraumsskynjara.Að skipta úr einum skynjara yfir í annan krefst einfaldrar rökfræði.
Nýtt úrval kjarnalausra skynjara frá Raztec er frábær kostur fyrir hástraumsskynjara.Þessi tæki bjóða upp á framúrskarandi línuleika, stöðugleika og núll hysteresis.Auðvelt er að laga þær að margs konar vélrænni stillingum og núverandi sviðum.Þessi tæki eru hagnýt með notkun nýrrar kynslóðar segulsviðsskynjara með framúrskarandi frammistöðu.
Báðar skynjaragerðirnar eru áfram gagnlegar til að stjórna merki-til-suðhlutföllum með mjög mikla kraftmiklu svið strauma sem krafist er.
Hins vegar væri mikil nákvæmni óþarfi þar sem rafhlaðan sjálf er ekki nákvæmur coulomb teljari.5% skekkja á milli hleðslu og afhleðslu er dæmigerð fyrir rafhlöður þar sem frekara ósamræmi er til staðar.Með þetta í huga er hægt að nota tiltölulega einfalda tækni sem notar grunn rafhlöðulíkan.Líkanið getur innihaldið óhlaðna spennu á móti getu, hleðsluspennu á móti afkastagetu, afhleðslu- og hleðsluviðnám sem hægt er að breyta með afkastagetu og hleðslu/hleðslulotum.Setta þarf upp viðeigandi mælda spennutímafasta til að koma til móts við tæmingar- og endurheimtarspennutímafasta.
Verulegur kostur við gæða litíum rafhlöður er að þær missa mjög litla afkastagetu við háan losunarhraða.Þessi staðreynd einfaldar útreikninga.Þeir hafa líka mjög lágan lekstraum.Kerfisleki gæti verið meiri.
Þessi tækni gerir kleift að meta hleðsluástand innan nokkurra prósenta af raunverulegri afkastagetu eftir að viðeigandi færibreytur hafa verið ákvarðaðar, án þess að þurfa að telja coulomb.Rafhlaðan verður að Coulomb teljara.
Villuuppsprettur innan núverandi skynjara
Eins og getið er hér að ofan, er offset villa mikilvæg fyrir hæðartöluna og ætti að gera ráðstafanir innan SOC skjásins til að kvarða skynjara offset í núll við núllstraumsaðstæður.Þetta er venjulega aðeins gerlegt við uppsetningu verksmiðjunnar.Hins vegar geta verið til kerfi sem ákvarða núllstraum og leyfa því sjálfvirka endurkvörðun á offsetinu.Þetta er kjöraðstæður þar sem hægt er að mæta reki.
Því miður framleiðir öll skynjaratækni hitauppstreymi og straumskynjarar eru engin undantekning.Við getum nú séð að þetta er mikilvægur eiginleiki.Með því að nota gæðaíhluti og vandlega hönnun hjá Raztec höfum við þróað úrval varmastöðugra straumskynjara með reksvið <0,25mA/K.Fyrir hitabreytingu upp á 20K getur þetta valdið hámarksvillu upp á 5mA.
Önnur algeng uppspretta villu í straumskynjurum sem innihalda segulmagnaðir hringrás er hysteresis villa sem stafar af varanlegum segulmagni.Þetta er oft allt að 400mA, sem gerir slíka skynjara óhentuga í rafhlöðueftirlit.Með því að velja besta segulmagnaða efnið hefur Raztec minnkað þessi gæði niður í 20mA og þessi villa hefur í raun minnkað með tímanum.Ef minni villu er krafist er afsegulvæðing möguleg, en eykur talsvert flókið.
Minni villa er rek kvörðunar flutningsaðgerða með hitastigi, en fyrir massaskynjara eru þessi áhrif mun minni en rek afköst frumunnar með hitastigi.
Besta aðferðin við mat á SOC er að nota blöndu af aðferðum eins og stöðugri spennu án hleðslu, frumuspennu sem bætt er upp með IXR, litamælingum og hitauppbót á breytum.Til dæmis er hægt að hunsa langtímasamþættingarvillur með því að áætla SOC fyrir óhlaðna eða lághlaðna rafhlöðuspennu.
Pósttími: 09-09-2022