Litiumun yükü və boşalması nəzəriyyəsi və elektrik hesablama metodunun dizaynı
2. Batareya sayğacı ilə tanışlıq
2.1 Elektrik sayğacının funksiyasının tətbiqi
Batareyanın idarə edilməsi enerji idarəetməsinin bir hissəsi hesab edilə bilər.Batareyanın idarə edilməsində elektrik sayğacı akkumulyatorun tutumunun hesablanmasına cavabdehdir.Onun əsas funksiyası gərginliyə, doldurma/boşaltma cərəyanına və batareyanın temperaturuna nəzarət etmək və batareyanın doldurulma vəziyyətini (SOC) və tam doldurma qabiliyyətini (FCC) qiymətləndirməkdir.Batareyanın doldurulma vəziyyətini qiymətləndirmək üçün iki tipik üsul var: açıq dövrəli gərginlik metodu (OCV) və kulometrik üsul.Digər üsul RICHTEK tərəfindən hazırlanmış dinamik gərginlik alqoritmidir.
2.2 Açıq dövrə gərginliyi üsulu
Açıq dövrəli gərginlik metodundan istifadə edərək elektrik sayğacını həyata keçirmək asandır, açıq dövrə gərginliyinin müvafiq yük vəziyyətini yoxlamaq yolu ilə əldə edilə bilər.Batareyanın 30 dəqiqədən çox dayandığı zaman açıq dövrə gərginliyi akkumulyator terminalının gərginliyi kimi qəbul edilir.
Batareyanın gərginliyi əyrisi müxtəlif yük, temperatur və batareyanın köhnəlməsi ilə dəyişəcək.Buna görə də, sabit açıq dövrəli voltmetr şarj vəziyyətini tam şəkildə təmsil edə bilməz;Yalnız cədvələ baxmaqla ödənişin vəziyyətini qiymətləndirmək mümkün deyil.Başqa sözlə, şarj vəziyyəti yalnız cədvələ baxmaqla təxmin edilirsə, səhv böyük olacaqdır.
Aşağıdakı rəqəm göstərir ki, eyni batareya gərginliyinin doldurulma vəziyyəti (SOC) doldurulma və boşalma zamanı açıq dövrəli gərginlik üsulu ilə çox fərqlidir.
Şəkil 5. Doldurma və boşalma şəraitində batareyanın gərginliyi
Aşağıdakı şəkildən görünür ki, boşalma zamanı müxtəlif yüklər altında yükün vəziyyəti çox dəyişir.Beləliklə, əsasən, açıq dövrəli gərginlik üsulu yalnız qurğuşun-turşu akkumulyatorlarından və ya fasiləsiz enerji təchizatından istifadə edən avtomobillər kimi yüklənmə vəziyyətinin aşağı dəqiqliyini tələb edən sistemlər üçün uyğundur.
Şəkil 6. Boşalma zamanı müxtəlif yüklər altında akkumulyatorun gərginliyi
2.3 Kulometrik üsul
Kulometriyanın iş prinsipi batareyanın doldurulması/boşaldılması yolunda bir aşkarlama rezistorunu birləşdirməkdir.ADC aşkarlama müqavimətindəki gərginliyi ölçür və onu doldurulan və ya boşaldılan batareyanın cari dəyərinə çevirir.Real vaxt sayğacı (RTC) neçə kulon axdığını bilmək üçün cari dəyəri zamanla birləşdirə bilər.
Şəkil 7. Kulon ölçmə metodunun əsas iş rejimi
Kulometrik metod, doldurma və ya boşalma zamanı yükün real vaxt vəziyyətini dəqiq hesablaya bilir.Doldurma kulon sayğacı və boşalma kulon sayğacı ilə qalıq elektrik tutumunu (RM) və tam doldurma qabiliyyətini (FCC) hesablaya bilər.Eyni zamanda, qalan doldurma qabiliyyəti (RM) və tam doldurma qabiliyyəti (FCC) doldurulma vəziyyətini hesablamaq üçün də istifadə edilə bilər (SOC=RM/FCC).Bundan əlavə, o, gücün tükənməsi (TTE) və gücün dolması (TTF) kimi qalan vaxtı da təxmin edə bilər.
Şəkil 8. Kulon metodunun hesablama düsturu
Kulon metrologiyasının dəqiqlikdən sapmasına səbəb olan iki əsas amil var.Birincisi, cərəyan algılamasında və ADC-nin ölçülməsində ofset xətasının yığılmasıdır.Mövcud texnologiya ilə ölçmə xətası nisbətən kiçik olsa da, onu aradan qaldırmaq üçün yaxşı bir üsul yoxdursa, zaman keçdikcə xəta artacaq.Aşağıdakı rəqəm göstərir ki, praktiki tətbiqdə, zaman müddətində heç bir düzəliş olmadıqda, yığılmış xəta qeyri-məhduddur.
Şəkil 9. Kulon metodunun kumulyativ xətası
Yığılmış xətanı aradan qaldırmaq üçün batareyanın normal işləməsində üç mümkün vaxt nöqtəsi var: doldurulmanın sonu (EOC), boşalmanın sonu (EOD) və istirahət (Rahatlayın).Batareya tam doldurulub və doldurulma son vəziyyətinə çatdıqda doldurulma vəziyyəti (SOC) 100% olmalıdır.Boşalmanın son vəziyyəti o deməkdir ki, batareya tamamilə boşaldı və doldurulma vəziyyəti (SOC) 0% olmalıdır;Bu mütləq gərginlik dəyəri ola bilər və ya yüklə dəyişə bilər.İstirahət vəziyyətinə çatdıqda, batareya nə doldurulur, nə də boşaldılır və uzun müddət bu vəziyyətdə qalır.İstifadəçi kulometrik metodun səhvini düzəltmək üçün batareyanın istirahət vəziyyətindən istifadə etmək istəyirsə, bu zaman açıq dövrəli voltmetrdən istifadə etməlidir.Aşağıdakı rəqəm yuxarıda göstərilən şərtlərdə yüklənmə vəziyyətinin səhvinin düzəldilə biləcəyini göstərir.
Şəkil 10. Kulometrik metodun kumulyativ xətasının aradan qaldırılması şərtləri
Kulon ölçmə metodunun dəqiqlik sapmasına səbəb olan ikinci əsas amil, batareyanın dizayn gücü ilə batareyanın real tam doldurma qabiliyyəti arasındakı fərq olan tam doldurma qabiliyyəti (FCC) xətasıdır.Tam doldurma qabiliyyətinə (FCC) temperatur, yaşlanma, yük və digər amillər təsir edəcək.Buna görə də, tam doldurulmuş gücün yenidən öyrənilməsi və kompensasiya üsulu kulometrik metod üçün çox vacibdir.Aşağıdakı rəqəm, tam doldurma qabiliyyəti həddən artıq qiymətləndirildikdə və aşağı qiymətləndirildikdə SOC xətasının meylini göstərir.
Şəkil 11. Tam doldurma qabiliyyəti həddən artıq qiymətləndirildikdə və aşağı qiymətləndirildikdə xəta tendensiyası
Göndərmə vaxtı: 15 fevral 2023-cü il