लिथियम ब्याट्रीको चार्ज अवस्था (SOC) को अनुमान प्राविधिक रूपमा गाह्रो छ, विशेष गरी ब्याट्री पूर्ण रूपमा चार्ज नभएको वा पूर्ण रूपमा डिस्चार्ज नभएका अनुप्रयोगहरूमा। त्यस्ता एपहरू हाइब्रिड इलेक्ट्रिक गाडीहरू (HEVs) हुन्। चुनौती लिथियम ब्याट्रीहरूको धेरै फ्ल्याट भोल्टेज डिस्चार्ज विशेषताहरूबाट उत्पन्न हुन्छ। भोल्टेज 70% SOC बाट 20% SOC मा शायदै परिवर्तन हुन्छ। वास्तवमा, तापमान परिवर्तनको कारण भोल्टेज भिन्नता डिस्चार्जको कारण भोल्टेज भिन्नतासँग मिल्दोजुल्दो छ, त्यसैले यदि SOC भोल्टेजबाट व्युत्पन्न गर्न हो भने, सेलको तापक्रमको लागि क्षतिपूर्ति हुनुपर्छ।
अर्को चुनौती भनेको ब्याट्रीको क्षमता सबैभन्दा कम क्षमता भएको सेलको क्षमताले निर्धारण गरिन्छ, त्यसैले SOC लाई सेलको टर्मिनल भोल्टेजको आधारमा नभई सबैभन्दा कमजोर सेलको टर्मिनल भोल्टेजको आधारमा निर्धारण गरिनु पर्छ। यो सबै अलि गाह्रो सुनिन्छ। त्यसोभए हामी किन सेलमा प्रवाहित करेन्टको कुल मात्रालाई मात्र राख्दैनौं र यसलाई बाहिर बग्ने करन्टसँग सन्तुलनमा राख्दैनौं? यसलाई क्युलोमेट्रिक गणना भनिन्छ र पर्याप्त सरल सुनिन्छ, तर यस विधिसँग धेरै कठिनाइहरू छन्।
ब्याट्रीहरूउत्तम ब्याट्रीहरू छैनन्। तपाईंले तिनीहरूमा राखेको कुरा तिनीहरूले कहिल्यै फर्काउँदैनन्। चार्ज गर्दा चुहावट प्रवाह हुन्छ, जुन तापक्रम, चार्ज दर, चार्जको अवस्था र उमेर अनुसार फरक हुन्छ।
ब्याट्रीको क्षमता पनि डिस्चार्जको दरसँग गैर-रेखीय रूपमा भिन्न हुन्छ। छिटो डिस्चार्ज, कम क्षमता। 0.5C डिस्चार्ज देखि 5C डिस्चार्जमा, कमी 15% सम्म उच्च हुन सक्छ।
ब्याट्रीहरूमा उच्च तापक्रममा उल्लेखनीय रूपमा उच्च चुहावट प्रवाह हुन्छ। ब्याट्रीमा भित्री कक्षहरू बाहिरी कक्षहरू भन्दा तातो हुन सक्छ, त्यसैले ब्याट्री मार्फत सेल रिसाव असमान हुनेछ।
क्षमता पनि तापमान को एक प्रकार्य हो। केही लिथियम रसायनहरू अरू भन्दा बढी प्रभावित हुन्छन्।
यस असमानताको लागि क्षतिपूर्ति गर्न, ब्याट्री भित्र सेल सन्तुलन प्रयोग गरिन्छ। यो अतिरिक्त चुहावट वर्तमान ब्याट्री बाहिर मापन योग्य छैन।
ब्याट्री क्षमता सेलको जीवन र समय संग लगातार घट्दै जान्छ।
हालको मापनमा कुनै पनि सानो अफसेट एकीकृत हुनेछ र समयसँगै SOC को शुद्धतालाई गम्भीर रूपमा असर गर्ने, ठूलो संख्या हुन सक्छ।
माथिका सबैले नियमित क्यालिब्रेसन नगरेसम्म समयको साथमा सटीकतामा बहाव आउनेछ, तर यो तब मात्र सम्भव हुन्छ जब ब्याट्री लगभग डिस्चार्ज हुन्छ वा लगभग भरिएको हुन्छ। HEV अनुप्रयोगहरूमा ब्याट्रीलाई लगभग 50% चार्जमा राख्नु उत्तम हुन्छ, त्यसैले मिटरिङको शुद्धतालाई भरपर्दो रूपमा सच्याउने एउटा सम्भावित तरिका आवधिक रूपमा ब्याट्रीलाई पूर्ण रूपमा चार्ज गर्नु हो। शुद्ध विद्युतीय सवारी साधनहरू नियमित रूपमा पूर्ण वा लगभग पूर्ण रूपमा चार्ज हुन्छन्, त्यसैले क्युलोमेट्रिक गणनाहरूमा आधारित मिटरिङ एकदम सही हुन सक्छ, विशेष गरी यदि अन्य ब्याट्री समस्याहरूको लागि क्षतिपूर्ति गरिन्छ।
क्युलोमेट्रिक गणनामा राम्रो शुद्धताको कुञ्जी फराकिलो गतिशील दायरामा राम्रो वर्तमान पत्ता लगाउनु हो।
धारा नाप्ने परम्परागत विधि हाम्रो लागि शन्ट हो, तर उच्च (250A+) प्रवाहहरू संलग्न हुँदा यी विधिहरू तल झर्छन्। बिजुली खपतको कारण, शन्ट कम प्रतिरोधको हुन आवश्यक छ। कम प्रतिरोध शन्टहरू कम (50mA) धाराहरू मापन गर्न उपयुक्त छैनन्। यसले तुरुन्तै सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण प्रश्न उठाउँछ: न्यूनतम र अधिकतम धाराहरू के मापन गर्न सकिन्छ? यसलाई गतिशील दायरा भनिन्छ।
100Ahr को ब्याट्री क्षमता मान्दै, स्वीकार्य एकीकरण त्रुटि को एक मोटा अनुमान।
4 Amp त्रुटिले एक दिनमा 100% त्रुटिहरू उत्पादन गर्नेछ वा 0.4A त्रुटिले एक दिनमा 10% त्रुटिहरू उत्पादन गर्नेछ।
4/7A त्रुटिले एक हप्ता भित्र 100% त्रुटिहरू उत्पादन गर्नेछ वा 60mA त्रुटिले एक हप्ता भित्र 10% त्रुटिहरू उत्पादन गर्नेछ।
4/28A त्रुटिले एक महिनामा 100% त्रुटि उत्पन्न गर्नेछ वा 15mA त्रुटिले एक महिनामा 10% त्रुटि उत्पन्न गर्नेछ, जुन सम्भवतः सबै भन्दा राम्रो मापन हो जुन चार्ज वा पूर्ण डिस्चार्जको कारण पुन: क्यालिब्रेसन बिना आशा गर्न सकिन्छ।
अब वर्तमान मापन गर्ने शन्टलाई हेरौं। 250A को लागि, 1m ओम शन्ट उच्च छेउमा हुनेछ र 62.5W उत्पादन गर्नेछ। यद्यपि, 15mA मा यसले 15 माइक्रोभोल्ट मात्र उत्पादन गर्नेछ, जुन पृष्ठभूमि आवाजमा हराउनेछ। गतिशील दायरा 250A/15mA = 17,000:1 हो। यदि 14-बिट A/D कन्भर्टरले साँच्चै आवाज, अफसेट र बहावमा संकेत "हेर्न" सक्छ भने, त्यसपछि 14-बिट A/D कनवर्टर आवश्यक छ। अफसेटको महत्त्वपूर्ण कारण थर्मोकोपलद्वारा उत्पन्न भोल्टेज र ग्राउन्ड लूप अफसेट हो।
मौलिक रूपमा, यस गतिशील दायरामा वर्तमान मापन गर्न सक्ने कुनै सेन्सर छैन। उच्च वर्तमान सेन्सरहरू कर्षण र चार्जिङ उदाहरणहरूबाट उच्च प्रवाहहरू मापन गर्न आवश्यक छ, जबकि कम वर्तमान सेन्सरहरू, उदाहरणका लागि, सहायक उपकरणहरू र कुनै पनि शून्य वर्तमान अवस्थाबाट प्रवाहहरू मापन गर्न आवश्यक छ। चूंकि कम वर्तमान सेन्सरले उच्च प्रवाहलाई "हेर्छ" पनि, संतृप्ति बाहेक, यी द्वारा क्षतिग्रस्त वा भ्रष्ट हुन सक्दैन। यसले तुरुन्तै शन्ट वर्तमान गणना गर्दछ।
एक समाधान
सेन्सरहरूको एक धेरै उपयुक्त परिवार खुला लूप हल प्रभाव वर्तमान सेन्सरहरू हुन्। यी यन्त्रहरू उच्च प्रवाहहरूद्वारा क्षतिग्रस्त हुनेछैनन् र Raztec ले एक सेन्सर दायरा विकास गरेको छ जसले वास्तवमा एकल कन्डक्टर मार्फत milliamp दायरामा प्रवाहहरू मापन गर्न सक्छ। 100mV/AT को स्थानान्तरण प्रकार्य व्यावहारिक छ, त्यसैले 15mA वर्तमानले प्रयोगयोग्य 1.5mV उत्पादन गर्नेछ। उत्तम उपलब्ध कोर सामाग्री प्रयोग गरेर, एकल milliamp दायरा मा धेरै कम remanence पनि हासिल गर्न सकिन्छ। 100mV/AT मा, संतृप्ति 25 Amps भन्दा माथि हुनेछ। निस्सन्देह कम प्रोग्रामिङ लाभले उच्च प्रवाहहरूको लागि अनुमति दिन्छ।
उच्च प्रवाहहरू पारंपरिक उच्च वर्तमान सेन्सरहरू प्रयोग गरेर मापन गरिन्छ। एक सेन्सरबाट अर्कोमा स्विच गर्न सरल तर्क चाहिन्छ।
Raztec को कोरलेस सेन्सरहरूको नयाँ दायरा उच्च वर्तमान सेन्सरहरूको लागि उत्कृष्ट विकल्प हो। यी उपकरणहरूले उत्कृष्ट रेखीयता, स्थिरता र शून्य हिस्टेरेसिस प्रदान गर्दछ। तिनीहरू सजिलैसँग मेकानिकल कन्फिगरेसनहरू र हालको दायराहरूको विस्तृत दायरामा अनुकूलन योग्य छन्। यी यन्त्रहरू उत्कृष्ट प्रदर्शनका साथ चुम्बकीय क्षेत्र सेन्सरहरूको नयाँ पुस्ताको प्रयोगद्वारा व्यावहारिक बनाइन्छ।
दुबै सेन्सर प्रकारहरू आवश्यक प्रवाहहरूको धेरै उच्च गतिशील दायराको साथ सिग्नल-देखि-शोर अनुपातहरू प्रबन्ध गर्नको लागि लाभदायक रहन्छ।
यद्यपि, चरम सटीकता अनावश्यक हुनेछ किनकि ब्याट्री आफैंमा एक सटीक कुलम्ब काउन्टर होइन। चार्ज र डिस्चार्ज बीचको 5% को त्रुटि ब्याट्रीहरूको लागि सामान्य हो जहाँ थप असंगतिहरू अवस्थित छन्। यसलाई दिमागमा राखेर, आधारभूत ब्याट्री मोडेल प्रयोग गरेर अपेक्षाकृत सरल प्रविधि प्रयोग गर्न सकिन्छ। मोडेलले नो-लोड टर्मिनल भोल्टेज बनाम क्षमता, चार्ज भोल्टेज बनाम क्षमता, डिस्चार्ज र चार्ज प्रतिरोधहरू समावेश गर्न सक्छ जुन क्षमता र चार्ज/डिस्चार्ज चक्रहरूसँग परिमार्जन गर्न सकिन्छ। घट्ने र रिकभरी भोल्टेज समय स्थिरताहरू समायोजन गर्न उपयुक्त मापन भोल्टेज समय स्थिरताहरू स्थापना गर्न आवश्यक छ।
राम्रो गुणस्तरको लिथियम ब्याट्रीहरूको महत्त्वपूर्ण फाइदा यो हो कि तिनीहरूले उच्च डिस्चार्ज दरहरूमा धेरै कम क्षमता गुमाउँछन्। यो तथ्यले गणनालाई सरल बनाउँछ। तिनीहरूसँग धेरै कम चुहावट प्रवाह पनि छ। प्रणाली चुहावट उच्च हुन सक्छ।
यो प्रविधिले कूलम्ब गणनाको आवश्यकता बिना उपयुक्त प्यारामिटरहरू स्थापना गरेपछि वास्तविक बाँकी क्षमताको केही प्रतिशत बिन्दुहरू भित्र चार्ज अनुमानको अवस्था सक्षम गर्दछ। ब्याट्री कूलम्ब काउन्टर बन्छ।
वर्तमान सेन्सर भित्र त्रुटि स्रोतहरू
माथि उल्लेख गरिए अनुसार, अफसेट त्रुटि क्युलोमेट्रिक गणनाको लागि महत्वपूर्ण छ र सेन्सर अफसेटलाई शून्य वर्तमान अवस्थाहरूमा शून्यमा क्यालिब्रेट गर्न SOC मनिटर भित्र प्रावधान गरिनु पर्छ। यो सामान्यतया कारखाना स्थापना को समयमा मात्र सम्भव छ। यद्यपि, प्रणालीहरू अवस्थित हुन सक्छन् जसले शून्य वर्तमान निर्धारण गर्दछ र त्यसैले अफसेटको स्वचालित पुन: क्यालिब्रेसनलाई अनुमति दिन्छ। यो एक आदर्श स्थिति हो किनकि बहाव समायोजन गर्न सकिन्छ।
दुर्भाग्यवश, सबै सेन्सर प्रविधिहरूले थर्मल अफसेट बहाव उत्पादन गर्दछ, र वर्तमान सेन्सरहरू कुनै अपवाद छैनन्। हामी अब देख्न सक्छौं कि यो एक महत्वपूर्ण गुण हो। Raztec मा गुणस्तरीय कम्पोनेन्टहरू र सावधानीपूर्वक डिजाइन प्रयोग गरेर, हामीले <0.25mA/K को बहाव दायराको साथ थर्मल रूपमा स्थिर वर्तमान सेन्सरहरूको दायरा विकास गरेका छौं। 20K को तापमान परिवर्तनको लागि, यसले 5mA को अधिकतम त्रुटि उत्पन्न गर्न सक्छ।
चुम्बकीय सर्किट समाहित गर्ने वर्तमान सेन्सरहरूमा त्रुटिको अर्को सामान्य स्रोत अवशिष्ट चुम्बकत्वको कारणले हुने हिस्टेरेसिस त्रुटि हो। यो प्राय: 400mA सम्म हुन्छ, जसले ब्याट्री निगरानीको लागि त्यस्ता सेन्सरहरूलाई अनुपयुक्त बनाउँछ। उत्कृष्ट चुम्बकीय सामग्री चयन गरेर, Raztec ले यो गुणलाई 20mA मा घटाएको छ र यो त्रुटि वास्तवमा समयको साथ घटेको छ। यदि कम त्रुटि आवश्यक छ भने, demagnetisation सम्भव छ, तर पर्याप्त जटिलता थप्छ।
एउटा सानो त्रुटि तापमानको साथ स्थानान्तरण प्रकार्य क्यालिब्रेसनको बहाव हो, तर मास सेन्सरहरूको लागि यो प्रभाव तापमानको साथ सेल प्रदर्शनको बहाव भन्दा धेरै सानो छ।
SOC अनुमानको लागि उत्तम दृष्टिकोण भनेको स्थिर नो-लोड भोल्टेजहरू, IXR द्वारा क्षतिपूर्ति प्राप्त सेल भोल्टेजहरू, क्युलोमेट्रिक गणनाहरू र प्यारामिटरहरूको तापमान क्षतिपूर्ति जस्ता प्रविधिहरूको संयोजन प्रयोग गर्नु हो। उदाहरणका लागि, दीर्घकालीन एकीकरण त्रुटिहरूलाई नो-लोड वा कम-लोड ब्याट्री भोल्टेजहरूको लागि SOC अनुमान गरेर बेवास्ता गर्न सकिन्छ।
पोस्ट समय: अगस्ट-०९-२०२२