Тэорыя зарада і разраду літыя і распрацоўка метаду разліку электрычнасці
2. Знаёмства з лічыльнікам батарэі
2.1 Укараненне функцый электралічыльніка
Кіраванне батарэяй можна разглядаць як частку кіравання сілкаваннем.У кіраванні акумулятарам лічыльнік электраэнергіі адказвае за ацэнку ёмістасці акумулятара.Яго асноўная функцыя - кантраляваць напружанне, ток зарада/разраду і тэмпературу батарэі, а таксама ацэньваць стан зарада (SOC) і поўную ёмістасць зарада (FCC) батарэі.Ёсць два тыповых метаду ацэнкі стану зарада акумулятара: метад напружання халасты ланцуга (OCV) і куламетрычны метад.Іншы метад - алгарытм дынамічнага напружання, распрацаваны RICHTEK.
2.2 Метад напружання холадна
Лёгка рэалізаваць лічыльнік электраэнергіі з дапамогай метаду напружання халастога ланцуга, які можна атрымаць шляхам праверкі адпаведнага стану зарада напружання халастога ланцуга.Мяркуецца, што напружанне разрыву ланцуга роўна напружанню на клемах акумулятара, калі акумулятар знаходзіцца ў стане спакою больш за 30 хвілін.
Крывая напружання батарэі будзе змяняцца ў залежнасці ад нагрузкі, тэмпературы і старэння батарэі.Такім чынам, вальтметр з фіксаваным адкрытым ланцугом не можа цалкам адлюстраваць стан зарада;Стан зарада не можа быць ацэнены толькі па табліцы.Іншымі словамі, калі стан зарада ацэньваецца толькі па табліцы, памылка будзе вялікай.
На малюнку ніжэй паказана, што стан зарада (SOC) аднаго і таго ж напружання акумулятара моцна адрозніваецца ў залежнасці ад метаду напружання холадна ланцуга падчас зарадкі і разрадкі.
Малюнак 5. Напружанне батарэі ва ўмовах зарадкі і разрадкі
З малюнка ніжэй бачна, што стан зарада моцна адрозніваецца пры розных нагрузках падчас разраду.Такім чынам, у асноўным метад напружання холадна падыходзіць толькі для сістэм, якія патрабуюць нізкай дакладнасці стану зарада, такіх як аўтамабілі, якія выкарыстоўваюць свінцова-кіслотныя акумулятары або крыніцы бесперабойнага сілкавання.
Малюнак 6. Напружанне акумулятара пры розных нагрузках падчас разраду
2.3 Куламетрычны метад
Прынцып працы куламетрыі заключаецца ў падключэнні рэзістара выяўлення на шляху зарадкі/разрадкі батарэі.АЦП вымярае напружанне на супраціўленні выяўлення і пераўтварае яго ў бягучае значэнне батарэі, якая зараджаецца або разраджаецца.Лічыльнік рэальнага часу (RTC) можа інтэграваць бягучае значэнне з часам, каб даведацца, колькі кулонаў цячэ.
Малюнак 7. Асноўны рэжым працы кулонаўскага метаду вымярэння
Куламетрычны метад можа дакладна вылічыць стан зарада ў рэжыме рэальнага часу падчас зарадкі або разрадкі.З дапамогай лічыльніка кулона зарада і лічыльніка кулона разраду ён можа вылічыць рэшткавую электрычную ёмістасць (RM) і поўную зарадную ёмістасць (FCC).У той жа час, астатняя ёмістасць зарада (RM) і поўная ёмістасць зарада (FCC) таксама могуць быць выкарыстаны для разліку стану зарада (SOC=RM/FCC).Акрамя таго, ён таксама можа ацаніць пакінуты час, напрыклад, знясіленне энергіі (TTE) і напоўненасць магутнасцю (TTF).
Малюнак 8. Разліковая формула метаду Кулона
Ёсць два асноўныя фактары, якія выклікаюць адхіленне дакладнасці кулонаўскай метралогіі.Першы - гэта назапашванне памылкі зрушэння пры зандзіраванні току і вымярэнні АЦП.Нягледзячы на тое, што хібнасць вымярэння адносна невялікая пры сучасных тэхналогіях, калі няма добрага метаду яе ліквідацыі, хібнасць будзе павялічвацца з часам.На малюнку ніжэй паказана, што ў практычным прымяненні, калі няма карэкцыі працягласці часу, назапашаная памылка неабмежаваная.
Малюнак 9. Кумулятыўная хібнасць метаду Кулона
Каб ліквідаваць назапашаную памылку, ёсць тры магчымыя моманты часу пры нармальнай працы батарэі: канец зарада (EOC), канец разраду (EOD) і адпачынак (Relax).Акумулятар цалкам зараджаны, і стан зарада (SOC) павінен складаць 100%, калі дасягнута ўмова заканчэння зарадкі.Умова заканчэння разрадкі азначае, што акумулятар цалкам разраджаны і ўзровень зарада (SOC) павінен быць 0%;Гэта можа быць абсалютнае значэнне напружання або змяняцца з нагрузкай.Пры дасягненні стану спакою акумулятар не зараджаецца і не разраджаецца і застаецца ў гэтым стане працяглы час.Калі карыстальнік хоча выкарыстаць стан спакою батарэі, каб выправіць памылку куламетрычнага метаду, ён павінен у гэты час выкарыстоўваць вальтметр з адкрытым ланцугом.На малюнку ніжэй паказана, што памылку стану зарада пры вышэйзгаданых умовах можна выправіць.
Малюнак 10. Умовы ліквідацыі кумулятыўнай хібнасці куламетрычнага метаду
Другім галоўным фактарам, які выклікае адхіленне дакладнасці кулонаўскага метаду вымярэння, з'яўляецца памылка поўнай зараднай ёмістасці (FCC), якая ўяўляе сабой розніцу паміж праектнай ёмістасцю акумулятара і рэальнай поўнай зараднай ёмістасцю акумулятара.Ёмістасць поўнай зарадкі (FCC) будзе залежаць ад тэмпературы, старэння, нагрузкі і іншых фактараў.Такім чынам, метад паўторнага навучання і кампенсацыі цалкам зараджанай ёмістасці вельмі важны для куламетрычнага метаду.На малюнку ніжэй паказана тэндэнцыя памылкі SOC, калі поўная ёмістасць зарада завышаная і недаацэненая.
Малюнак 11. Тэндэнцыя памылак, калі ёмістасць поўнай зарадкі завышаная і недаацэненая
Час публікацыі: 15 лютага 2023 г