Litioaren karga eta deskargaren teoria eta elektrizitatearen kalkulu metodoaren diseinua
2. Bateriaren neurgailuaren sarrera
2.1 Elektrizitate-kontagailuaren funtzioa sartzea
Bateriaren kudeaketa energiaren kudeaketaren parte gisa har daiteke.Baterien kudeaketan, elektrizitate kontagailua arduratzen da bateriaren edukiera kalkulatzeaz.Bere oinarrizko funtzioa tentsioa, karga/deskarga korrontea eta bateriaren tenperatura kontrolatzea da, eta bateriaren karga-egoera (SOC) eta karga-ahalmen osoa (FCC) estimatzea.Bateriaren karga-egoera kalkulatzeko bi metodo tipiko daude: zirkuitu irekiko tentsioaren metodoa (OCV) eta metodo ulometrikoa.Beste metodoa RICHTEK-ek diseinatutako tentsio dinamikoaren algoritmoa da.
2.2 Zirkuitu irekiko tentsio-metodoa
Erraza da elektrizitate-neurgailua zirkuitu irekiko tentsioaren metodoa erabiliz, zirkuitu irekiko tentsioaren dagokion karga-egoera egiaztatuz lor daitekeena.Zirkuitu irekiko tentsioa bateriaren terminaleko tentsioa dela suposatzen da bateria 30 minutu baino gehiago gelditzen denean.
Bateriaren tentsioaren kurba aldatu egingo da karga, tenperatura eta bateria zahartzearen arabera.Hori dela eta, zirkuitu irekiko voltmetro finko batek ezin du guztiz irudikatu karga-egoera;Karga-egoera ezin da kalkulatu taula bakarrik begiratuz.Beste era batera esanda, karga-egoera taulan begiratuz soilik estimatzen bada, errorea handia izango da.
Beheko irudiak erakusten du bateriaren tentsio beraren karga-egoera (SOC) oso desberdina dela zirkuitu irekiko tentsioaren metodoaren arabera, karga eta deskargan.
5. Irudia. Bateriaren tentsioa kargatzeko eta deskargatzeko baldintzetan
Beheko irudian ikus daiteke karga-egoera asko aldatzen dela deskargan zehar karga ezberdinetan.Beraz, funtsean, zirkuitu irekiko tentsio-metodoa karga-egoeraren zehaztasun txikia behar duten sistemetarako bakarrik da egokia, adibidez, berun-azidozko bateriak edo etenik gabeko elikadura-iturri erabiltzen dituzten autoetarako.
6. Irudia Bateriaren tentsioa karga ezberdinen pean deskargan
2.3 Metodo kuulometrikoa
Koulometriaren funtzionamendu-printzipioa detekzio-erresistentzia bat konektatzea da bateriaren karga/deskarga-bidean.ADC-k detekzio-erresistentziaren tentsioa neurtzen du eta kargatzen edo deskargatzen ari den bateriaren egungo balioan bihurtzen du.Denbora errealeko kontagailuak (RTC) uneko balioa denborarekin integra dezake zenbat coulomb dabiltzan jakiteko.
7. Irudia. Coulomb neurketa metodoaren oinarrizko lan-modua
Metodo koulometrikoak denbora errealeko karga-egoera zehaztasunez kalkula dezake kargatzean edo deskargatzean.Karga coulomb kontagailuarekin eta deskarga coulomb kontagailuarekin, hondar-ahalmen elektrikoa (RM) eta karga-ahalmen osoa (FCC) kalkula ditzake.Aldi berean, gainerako karga-gaitasuna (RM) eta karga-ahalmen osoa (FCC) ere erabil daitezke karga-egoera kalkulatzeko (SOC=RM/FCC).Horrez gain, geratzen den denbora ere kalkula dezake, hala nola potentzia agortzea (TTE) eta potentzia betetzea (TTF).
8. Irudia. Coulomb metodoaren kalkulu-formula
Bi faktore nagusi daude coulomb metrologiaren zehaztasun desbideratzea eragiten dutenak.Lehena korrontearen sentsazioan eta ADC neurketan desplazamendu-errorea pilatzea da.Gaur egungo teknologiarekin neurketa-errorea nahiko txikia den arren, ez badago ezabatzeko metodo onik, errorea handitu egingo da denborarekin.Beheko irudiak erakusten du aplikazio praktikoan, denboraren iraupenean zuzenketarik ez badago, metatutako errorea mugagabea dela.
9. Irudia. Coulomb metodoaren errore metatua
Metatutako errorea ezabatzeko, bateriaren funtzionamendu arruntean hiru denbora-puntu posible daude: kargaren amaiera (EOC), deskargaren amaiera (EOD) eta atsedena (Erlaxatu).Bateria guztiz kargatuta dago eta karga-egoera (SOC) % 100ekoa izan behar da karga amaierako egoerara iristen denean.Deskarga amaierako egoerak esan nahi du bateria guztiz deskargatu dela eta karga-egoerak (SOC) % 0 izan behar duela;Tentsio balio absolutua izan daiteke edo kargarekin alda daiteke.Atseden egoerara iristean, bateria ez dago ez kargatzen ez deskargatzen, eta egoera horretan geratzen da denbora luzez.Erabiltzaileak bateriaren atseden egoera erabili nahi badu metodo kuulometrikoaren akatsa zuzentzeko, zirkuitu irekiko voltmetroa erabili beharko du momentu honetan.Beheko irudiak erakusten du goiko baldintzetan karga-errorea zuzendu daitekeela.
10. Irudia. Metodo koulometrikoaren errore metatua kentzeko baldintzak
Coulomb neurketa metodoaren zehaztasun-desbideratzea eragiten duen bigarren faktore nagusia karga-ahalmen osoa (FCC) errorea da, hau da, bateriaren diseinu-ahalmenaren eta bateriaren benetako karga-ahalmenaren arteko aldea.Karga-gaitasun osoa (FCC) tenperaturak, zahartzeak, kargak eta beste faktore batzuek eragingo dute.Hori dela eta, guztiz kargatutako ahalmenaren birikaskuntza eta konpentsazio metodoa oso garrantzitsua da metodo ulometrikorako.Beheko irudiak SOC errorearen joera erakusten du karga-ahalmen osoa gainestimatzen eta gutxiesten denean.
11. irudia. Errore-joera karga-ahalmen osoa gehiegi estimatzen eta gutxiesten denean
Argitalpenaren ordua: 2023-02-15