Kini Iṣiro Coulomb?

Kika Coulomb jẹ ọna ti o tọpa idiyele itanna ti nṣàn sinu ati jade kuro ninu batiri nipasẹ wiwọn lọwọlọwọ nigbagbogbo ati ṣepọpọ ni akoko pupọ. Ilana yii ngbanilaaye awọn eto iṣakoso batiri lati ṣe iṣiro agbara ti o ku ati ipo idiyele laisi wiwọn agbara ti o fipamọ taara.

Ilana ipilẹ ti o wa lẹhin kika coulomb ni ṣiṣe abojuto gbogbo amp{0}} wakati ti o wọle tabi fi batiri silẹ. Atako oye ti konge ṣe iwọn sisan lọwọlọwọ, ati iyika igbẹhin kan ṣepọ awọn wiwọn wọnyi kọja awọn aaye arin akoko. Nigbati o ba gba agbara si batiri ni 2 amps fun wakati 3, eto naa ka awọn wakati 6 amp{6} ni afikun si agbara batiri naa. Lakoko itusilẹ, ilana naa nṣiṣẹ ni yiyipada, iyokuro awọn wakati amp- bi lọwọlọwọ n ṣàn jade.

Awọn eerun iṣakoso batiri ṣe iṣiro yii nigbagbogbo, ni igbagbogbo iṣapẹẹrẹ awọn ẹgbẹẹgbẹrun awọn akoko lọwọlọwọ fun iṣẹju kan. Ilana iṣọpọ jẹ taara: iyipada ni idiyele dogba lọwọlọwọ ti o pọ nipasẹ akoko, ṣatunṣe fun ṣiṣe coulombic. Iṣẹ ṣiṣe ti Coulombic fun otitọ pe kii ṣe gbogbo awọn idiyele ti o fipamọ lakoko gbigba agbara ni a le gba pada lakoko itusilẹ{2}} awọn adanu waye nitori idiwọ inu, awọn aati ẹgbẹ, ati itusilẹ ooru.

Awọn imuse ode oni nlo 16-bit tabi ju afọwọṣe{2}} si{8}} awọn oluyipada oni-nọmba ti a so pọ pẹlu awọn oludari kekere. Maxim MAX17303X+ ati Renesas RAA489206 jẹ aṣoju awọn solusan ohun elo aṣoju, ti o nfihan awọn ilana ti a fi sii ti o mu awọn iṣẹ ṣiṣe mathematiki. Awọn eerun wọnyi ṣafipamọ awọn aye batiri ni iranti ti kii ṣe iyipada, aridaju data duro paapaa nigbati batiri ba yọ kuro patapata.

Coulomb Counting

Gbigba agbara batiri ion litiumu gbarale pupọ lori kika coulomb deede lati ṣe idiwọ gbigba agbara ati mu iwọn igbesi aye batiri pọ si. Lakoko ipele gbigba agbara lọwọlọwọ -, coulomb kika tọpasẹ deede iye idiyele ti o wọ inu awọn sẹẹli batiri naa. Bi batiri ṣe n sunmọ agbara ni kikun ati awọn iyipada si gbigba agbara agbara foliteji nigbagbogbo -, lọwọlọwọ ti n dinku gbọdọ jẹ iwọn deede lati pinnu nigbati gbigba agbara ba ti pari.

Awọn ọna ṣiṣe iṣakoso batiri lo data kika coulomb lati ṣe awọn ipinnu gbigba agbara to ṣe pataki. Ti eto naa ba rii pe awọn wakati 2.3 amp{2}} ti fi kun lakoko gbigba agbara ati pe agbara batiri naa jẹ wakati 2.5 amp-, o mọ pe batiri naa ti gba agbara to 92%. Alaye yii ṣe idilọwọ oju iṣẹlẹ ti o lewu ti titari lọwọlọwọ sinu sẹẹli lithium ion ti o gba agbara ni kikun, eyiti o le ja si salọ igbona.

Ọna naa di pataki ni pataki ni iyara{0}} awọn ohun elo gbigba agbara nibiti awọn sisanwo gbigba agbara le de 3C tabi ju bẹẹ lọ. Ni awọn oṣuwọn wọnyi, foliteji - awọn ọna ifoju orisun kuna nitori foliteji nla ju silẹ kọja resistance inu. Kika Coulomb jẹ igbẹkẹle nitori pe o ṣe iwọn gbigbe idiyele gangan laibikita awọn iyipada foliteji.

Awọn ifosiwewe ṣiṣe gbigba agbara sinu awọn iṣiro yatọ si lakoko awọn ipele pupọ. Batiri lithium ion le ṣe afihan iṣẹ ṣiṣe 99% lakoko gbigba agbara oṣuwọn kekere{2} ṣugbọn silẹ si 95% ni awọn oṣuwọn giga nitori iran ooru ti o pọ si. Awọn ọna ṣiṣe iṣakoso batiri to ti ni ilọsiwaju ṣatunṣe awọn algoridimu kika coulomb wọn ti o da lori gidi -iwọn otutu akoko ati awọn wiwọn lọwọlọwọ.

Ipinle idiyele duro fun agbara ti o wa bi ipin ogorun agbara ti o pọju. Iṣiro Coulomb ṣe iṣiro SOC nipa pipin idiyele ti o ṣajọpọ nipasẹ agbara lapapọ ti batiri naa. Ti batiri 50 amp -wakati kan ba ti jiṣẹ 15 amp{5}}wakati lati igba ti o ti gba agbara ni kikun, SOC naa jẹ 70%.

Iṣiro naa nilo lati mọ aaye ibẹrẹ. Awọn ọna ṣiṣe batiri maa n bẹrẹ SOC nigba ti batiri ba de ipo ti a mọ-yala ti o ti gba agbara ni kikun (itọkasi nipa didẹ opin foliteji idiyele pẹlu lọwọlọwọ to kere) tabi ti gba silẹ ni kikun (lilu kekere-voltagegige). Ṣii -Awọn wiwọn foliteji ayika lakoko awọn akoko isinmi tun le pese awọn aaye isọdiwọn nipa tọka awọn tabili wiwa ti o ya foliteji si SOC.

Iwọn otutu ni pataki ni ipa lori agbara batiri mejeeji ati ṣiṣe coulombic. Batiri lithium ion le pese 100 amp -wakati ni iwọn 25 sugbon nikan 80 amp{5}}wakati ni iwọn -10. Awọn imuse ti o ni ilọsiwaju ṣafikun isanpada iwọn otutu, ṣatunṣe agbara ti o munadoko ti o da lori awọn kika thermistor.

Ti ogbo batiri ṣe idiju idiyele SOC lori igbesi aye batiri naa. Apo batiri atijọ -ọdun{2} le gba ida 85% nikan ti agbara atilẹba rẹ. Laisi isọdọtun igbakọọkan, kika coulomb yoo tun ṣe iṣiro SOC ti o da lori agbara 100% atilẹba, ti o yori si awọn iṣiro ti ko pe. Ọpọlọpọ awọn ọna ṣiṣe n koju eyi nipasẹ ipo {{7} ti{8}} awọn algoridimu ilera ti o tọpa ibajẹ agbara lori idiyele{9}} awọn iyipo itusilẹ.

Awọn orisun aṣiṣe akọkọ marun kan ni ipa ti iṣiro coulomb. Awọn aṣiṣe sensọ lọwọlọwọ duro aṣoju olùkópa pataki julọ{1}}paapaa aṣiṣe aiṣedeede 10 milliamp kan kojọpọ si 0.24 amp{4}}wakati ju wakati 24 lọ. Ninu batiri 50 amp{8}}, eyi tumọ si aṣiṣe 0.5% SOC fun ọjọ kan.

Awọn aṣiṣe isunmọ isunmọ dide lati ẹda iṣapẹẹrẹ ọtọtọ ti awọn ọna ṣiṣe oni-nọmba. Lilo iṣọpọ onigun mẹrin pẹlu iṣapẹẹrẹ loorekoore ṣafihan awọn aṣiṣe nigbati lọwọlọwọ yatọ ni iyara. Aarin akoko iṣapẹẹrẹ 1{4} keji ṣe agbejade aṣiṣe kekere pẹlu awọn ẹru iyipada laiyara ṣugbọn o le padanu awọn alaye pataki lakoko awọn isunmọ agbara ojiji. Awọn ọna ṣiṣe ode oni nigbagbogbo lo awọn ọna isọpọ aṣẹ-giga bi trapezoidal tabi ofin Simpson lati dinku awọn aṣiṣe wọnyi.

Aidaniloju agbara batiri jẹ lati awọn iyatọ iṣelọpọ, awọn ipa iwọn otutu, ati ti ogbo. Awọn sẹẹli meji lati ipele iṣelọpọ kanna le yatọ nipasẹ 2{3}}3% ni agbara gangan. Aidaniloju yii tumọ taara si aṣiṣe ifoju SOC -ti o ba gbagbọ pe batiri naa ni 50 amp-wakati ṣugbọn o gba 49 gangan, SOC rẹ yoo ga ni ọna ṣiṣe nipasẹ 2%.

Fiseete oscillator akoko ni ipa lori paati akoko ti iṣọpọ lọwọlọwọ. Oscillator kristali kan pẹlu deede 50 ppm ṣafihan awọn aṣiṣe kekere nikan lori awọn akoko kukuru ṣugbọn o le ṣajọpọ ni awọn ọsẹ tabi awọn oṣu ti iṣẹ ṣiṣe lemọlemọfún. Iwọn otutu{3} awọn oscillators kristali ti o san yoo dinku orisun aṣiṣe yii si awọn ipele aifiyesi fun ọpọlọpọ awọn ohun elo.

Awọn aṣiṣe akopọ ṣe aṣoju ipenija ipilẹ pẹlu kika coulomb. Ko dabi awọn wiwọn lẹsẹkẹsẹ ti o tunto pẹlu kika kọọkan, awọn aṣiṣe iṣọpọ pọ lori akoko. Aṣiṣe 1% fun ọmọ kan di aṣiṣe 10% lẹhin awọn akoko mẹwa ayafi ti eto ba tun ṣe atunṣe. Iwadi ti a gbejade ni Awọn Agbara (2021) ṣe afihan pe akoko -awọn aṣiṣe akojọpọ le sọ awọn iṣiro SOC jẹ “ailopin patapata” fun awọn akoko gigun laisi atunṣe.

Awọn sakani deede deede lati 3{3}}4% ni awọn imuse ipilẹ si labẹ 2% pẹlu awọn algoridimu imudara. Awọn ọna ṣiṣe ti o ṣajọpọ kika coulomb pẹlu foliteji{7}} atunse orisun nipa lilo awọn asẹ Kalman ṣe aṣeyọri deede ni isalẹ 1%. Awọn ọna ṣiṣe PowerTech ṣe ijabọ awọn aṣiṣe wiwọn kere ju 1% ninu awọn ọja counter coulomb ti iṣowo wọn fun awọn ohun elo lithium-ion.

Awọn ọna ṣiṣe iṣakoso batiri ṣepọ kika coulomb bi iṣẹ mojuto lẹgbẹẹ iwọntunwọnsi sẹẹli, iṣakoso igbona, ati awọn iyika aabo. Sensọ lọwọlọwọ, ni deede resistor shunt pipe ti o wa lati 0.5 si 5 milliohms, joko ni ọna akọkọ lọwọlọwọ. Hall{4}}awọn sensọ ipa n funni ni yiyan fun awọn ohun elo lọwọlọwọ{{5}, pese ipinya galvanic ati imukuro awọn ifiyesi ipalọlọ agbara.

Famuwia Microcontroller ṣe imuse algorithm isọpọ ati ṣakoso awọn ilana isọdiwọn. Lakoko titan ọkọ tabi ibẹrẹ ẹrọ, BMS ka SOC ti o fipamọ kẹhin lati iranti ti kii ṣe iyipada{{1}. Lẹhinna o bẹrẹ kika awọn coulombs lati aaye ibẹrẹ yii. Eto naa tọju awọn imudojuiwọn lorekore - diẹ ninu awọn imuse kọwe si iranti filasi ni gbogbo iṣẹju diẹ lati rii daju pipadanu data diẹ lakoko awọn idilọwọ agbara airotẹlẹ.

Awọn BMS mọto ayọkẹlẹ ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina lo awọn imuse kika coulomb ti o ni ilọsiwaju pataki. Eto iṣakoso batiri ti Tesla, fun apẹẹrẹ, awọn ayẹwo lọwọlọwọ ni awọn oṣuwọn kilohertz ati lo awọn ipele sisẹ lọpọlọpọ lati dinku ariwo sensọ. Eto naa n ṣetọju awọn iṣiro coulomb lọtọ fun module kọọkan tabi ẹgbẹ sẹẹli, ṣiṣe wiwa awọn aiṣedeede agbara ti o le tọka si awọn sẹẹli ti o kuna.

Awọn ọna batiri ile-iṣẹ fun ibi ipamọ akoj tabi awọn ibaraẹnisọrọ nilo paapaa igbẹkẹle ti o ga julọ. Awọn ohun elo wọnyi nigbagbogbo nṣiṣẹ meji tabi mẹta laiṣe akiyesi lọwọlọwọ, ṣe afiwe awọn sensọ pupọ lati ṣawari awọn ikuna. Nigbati awọn kika sensọ ṣe iyatọ kọja awọn ifarada itẹwọgba, eto naa le ṣe idanimọ ati ya sọtọ sensọ aṣiṣe lakoko ti o tẹsiwaju iṣẹ lori awọn sensọ to ku.

Iṣatunṣe igbakọọkan ṣe pataki fun mimu deedee igba pipẹ-. Ọna ti o rọrun julọ yoo gba agbara si batiri ni kikun titi gbigba agbara lọwọlọwọ yoo lọ silẹ ni isalẹ iloro kan (paapaa C/20), lẹhinna tun SOC si 100%. Bakanna, gbigbe si kekere -voltage cutoff ṣe atunto SOC si 0%. Ọpọlọpọ awọn ẹrọ onibara ṣe iwọntunwọnsi laifọwọyi ni gbogbo awọn akoko idiyele 20-30.

Ṣiṣii -iwọn foliteji ayika n funni ni awọn anfani atunṣe loorekoore. Lẹhin ti batiri naa ti sinmi fun ọgbọn išẹju 30 si awọn wakati pupọ, foliteji ebute naa duro si ṣiṣi otitọ rẹ-iye iyika. BMS naa le tọka si OCV-Tabili wiwa SOC lati pinnu SOC gangan ati ṣatunṣe aṣiṣe kika coulomb eyikeyi ti o ṣajọpọ. Ọna yii ṣiṣẹ dara julọ pẹlu awọn kemistri batiri ti n ṣafihan foliteji to lagbara-Ibaṣepọ SOC, gẹgẹbi lithium nickel kobalt manganese oxide (NMC).

Awọn algoridimu kika coulomb ti o ni ilọsiwaju ṣafikun awọn atunṣe ṣiṣe coulombic. Iwadi nipasẹ Ng et al. (2009) ṣe afihan pe ṣiṣe iṣiro fun idiyele ati ṣiṣe idasilẹ lọtọ ṣe ilọsiwaju deede ni pataki. Lakoko gbigba agbara, awọn batiri ion litiumu ṣe afihan ṣiṣe deede 98-99.5%, lakoko ti ṣiṣe idasilẹ sunmọ 99.8-99.9%. Awọn iye wọnyi yatọ pẹlu iwọn otutu, oṣuwọn lọwọlọwọ, ati ipo ilera.

Iṣọkan àlẹmọ Kalman dapọ kika coulomb pẹlu awọn iwọn foliteji ni akoko gidi-. Ajọ ṣe iwọn awọn ọna ifoju meji ti o da lori aidaniloju ibatan wọn ni akoko kọọkan. Ni awọn ṣiṣan giga nibiti awọn wiwọn foliteji ko jẹ igbẹkẹle nitori awọn silẹ IR nla, àlẹmọ naa gbẹkẹle kika coulomb diẹ sii. Lakoko awọn akoko isinmi, awọn wiwọn foliteji jèrè iwuwo. Ọna adaṣe yii ṣe aṣeyọri ti o dara julọ ti awọn ọna mejeeji.

Awọn algoridimu ikẹkọ ẹrọ jẹ aṣoju gige gige ti iṣiro SOC. Awọn nẹtiwọọki Neural ti a ṣe ikẹkọ lori ẹgbẹẹgbẹrun idiyele - awọn iyipo itusilẹ le kọ ẹkọ batiri{2} awọn ihuwasi kan pato ti awọn awoṣe ti o rọrun padanu. Awọn ọna ṣiṣe wọnyi le paapaa ṣe asọtẹlẹ nigbati awọn aṣiṣe ikojọpọ le di pataki ati fa awọn ilana isọdiwọn deede.

Coulomb Counting

Foliteji - ifoju SOC ti o da lori Ijakadi pẹlu awọn batiri lithium iron fosifeti (LFP), eyiti o ṣetọju awọn iwọn foliteji alapin ni iyalẹnu kọja 20-90% SOC. Iyipada ti 50-100 millivolts nikan waye ni gbogbo iwọn yii. Kika Coulomb n ṣiṣẹ ni deede daradara laibikita awọn abuda foliteji kemistri batiri.

Ọna naa n ṣiṣẹ nigbagbogbo lakoko idiyele mejeeji ati idasilẹ laisi nilo batiri lati sinmi. Awọn ọna orisun foliteji - nilo batiri lati joko laišišẹ fun ọgbọn išẹju 30 si awọn wakati pupọ lati gba ṣiṣi silẹ deede- awọn kika foliteji ayika. Ninu awọn ohun elo ọkọ ayọkẹlẹ nibiti ọkọ ayọkẹlẹ le wakọ ni ọpọlọpọ igba fun ọjọ kan, iru awọn akoko isinmi bẹ ṣọwọn waye nipa ti ara.

Awọn ibeere iṣeṣiro wa ni iwọntunwọnsi ni akawe si awoṣe{0}} awọn ọna ti o da lori. Imuse kika coulomb ipilẹ nilo isodipupo ati awọn iṣẹ afikun, ni irọrun mu nipasẹ awọn oluṣakoso microcontroller 8 ti ko gbowolori 8-bit. Awọn asẹ Kalman tabi awọn isunmọ nẹtiwọọki nkankikan beere awọn ilana 32-bit pẹlu awọn agbara aaye lilefoofo ati jẹ agbara pupọ diẹ sii.

Awọn ipa iwọn otutu ni ipa kika coulomb ni akọkọ nipasẹ awọn iyipada agbara kuku ju ipilẹ wiwọn funrararẹ. Awọn ọna ti o da lori foliteji n jiya lati iwọn otutu mejeeji{2}} awọn iyipada agbara ti o gbẹkẹle ati iwọn otutu{3} awọn iyipada foliteji ti o gbẹkẹle, ṣiṣe wọn ni idiju pupọ lati sanpada deede.

Ibeere fun SOC ibẹrẹ deede duro fun aropin ipilẹ julọ ti kika coulomb. Ti eto naa ba bẹrẹ pẹlu iye SOC ti ko tọ, gbogbo awọn iṣiro atẹle jogun aṣiṣe yii. Awọn ọna batiri ti o padanu agbara patapata padanu aaye itọkasi SOC wọn, fi agbara mu igbẹkẹle lori awọn wiwọn foliteji lakoko ibẹrẹ atẹle.

Ti ara ẹni-idasilẹ n ṣẹda ṣiṣan lọwọlọwọ ti o farapamọ ti kika coulomb ko le ṣe iwọn taara. Awọn batiri lithium ion funrara wọn- njade ni aijọju 2-5% fun oṣu kan ni iwọn otutu yara, npọ si ni awọn iwọn otutu ti o ga. Lori awọn akoko ibi ipamọ ti o gbooro sii, ipadanu agbara aibojuto yii fa SOC ti a pinnu lati lọ ga ju iye otitọ lọ.

Sensọ fifo lori ọja igbesi aye ọja diėdiẹ dinku išedede. Sensọ lọwọlọwọ pẹlu 1% išedede ibẹrẹ le lọ si 2-3% ju ọdun marun lọ nitori ti ogbo paati. Awọn ohun elo adaṣe pato iduroṣinṣin sensọ fun ọdun 15 ati awọn sakani iwọn otutu lati iwọn -40 si iwọn +85, to nilo yiyan paati iṣọra ati apẹrẹ iyika.

Agbara batiri ipare nigba igbesi aye ṣafihan ipenija isọdiwọn ti nlọ lọwọ. Batiri kan le padanu agbara 20% ju awọn iyipo 1000 lọ. Ayafi ti BMS lorekore tun ṣe atunwo agbara gangan, awọn iṣiro SOC di ireti siwaju si, ti o le gba awọn ipo ifasilẹ eewu eewu.

Pipada agbara sensọ lọwọlọwọ ni giga{0}} awọn ohun elo lọwọlọwọ di iṣoro. 100{{8}Amp itujade lọwọlọwọ nipasẹ 1{10}}milliohm ori resistor tu 10 wattis. Eyi ṣe aṣoju ipadanu agbara 0.3% ni eto 3.3-kilowatt-aiṣe pataki ṣugbọn kii ṣe aifiyesi. Awọn shunts resistance-isalẹ dinku awọn adanu ṣugbọn dinku deede wiwọn ni awọn sisanwo kekere.

Awọn ọna arabara apapọ kika coulomb pẹlu awọn ọna ibaramu ṣe aṣeyọri iṣẹ ṣiṣe ti o ga julọ. Ajọ Kalman ti o gbooro sii (EKF) nlo awoṣe iyika deede batiri lati ṣe asọtẹlẹ ihuwasi foliteji ti o da lori kika coulomb, lẹhinna ṣe atunṣe iṣiro SOC ti o da lori iyatọ laarin foliteji asọtẹlẹ ati iwọn. Eyi ṣẹda eto ti ara ẹni - ti n ṣatunṣe ti o ni opin awọn aṣiṣe ikojọpọ.

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) le ṣe afikun kika coulomb fun ipo igbelewọn ilera. Nipa wiwọn ikọjujasi batiri ni awọn igbohunsafẹfẹ pupọ, eto naa ṣe afihan idagbasoke resistance inu ati ipare agbara. Alaye yii ṣe imudojuiwọn paramita agbara ni awọn iṣiro kika coulomb, mimu deede bi awọn ọjọ ori batiri naa.

Awọn nẹtiwọọki atọwọda ti a ṣe ikẹkọ lori idiyele itan - data itusilẹ le sọ asọtẹlẹ awọn ilana ibajẹ agbara. Awọn asọtẹlẹ wọnyi jẹ ki isọdọtun ti n ṣiṣẹ ṣaaju ki awọn aṣiṣe di pataki. Diẹ ninu awọn oniwadi ṣe ijabọ deede iṣiro SOC laarin 1% ni lilo kika coulomb apapọ ati awọn isunmọ nẹtiwọọki nkankikan.

Itupalẹ foliteji iyatọ lakoko gbigba agbara n pese awọn aaye isọdiwọn igbakọọkan laisi gbigba agbara ni kikun{0}}awọn iyika itusilẹ. Awọn ibi giga abuda ni ọna dV/dQ waye ni awọn iye SOC kan pato laibikita ipare agbara, ṣiṣe ipinnu SOC pipe. Ọna yii jẹ doko pataki pẹlu litiumu nickel manganese kobalt oxide chemistries.

Igbẹhin coulomb kika ICs ṣepọ gbogbo pataki awọn iṣẹ sinu kan nikan ni ërún. Texas Instruments' jara BQ ati idile STMicroelectronics'STC31xx ṣe apẹẹrẹ ọna yii, ti o nfihan ADCs 16-bit, iṣọpọ lọwọlọwọ, imọ iwọn otutu, ati awọn atọkun I²C/SPI. Awọn eerun wọnyi dinku idiju apẹrẹ ati aaye igbimọ lakoko imudara iwọnwọn deede nipasẹ awọn algoridimu isanpada ohun-ini.

Aṣayan resistor oye jẹ iwọntunwọnsi deede lodi si ipadanu agbara. A 0.5{5}}milliohm resistor ninu 100{6}amp ohun elo n pin wattis 5 silẹ ṣugbọn o ṣe ipilẹṣẹ 50 millivolts ni kikun{11}}ifihan agbara iwọn, to nilo ga{15} ere amplifiers ti o ni ifaragba si ariwo. Olutaja 5-milliohm n pese ifihan agbara 500 millivolts ṣugbọn o pin 50 wattis-itẹwẹgba ninu awọn ohun elo pupọ julọ. Awọn aṣa adaṣe adaṣe lo 0.1-1.0 milliohm resistors pẹlu awọn ampilifaya iyatọ ti o funni ni ijusile ipo-opo 80-100 dB.

Hall{0}} awọn sensọ lọwọlọwọ yoo yago fun ọrọ isọnu agbara patapata nipa wiwọn aaye oofa dipo ju foliteji silẹ. Sibẹsibẹ, wọn ṣe agbekalẹ awọn aṣiṣe aiṣedeede (paapaa 50-200 mA ni awọn sensọ adaṣe{4}}), fifẹ pẹlu iwọn otutu, ati idiyele diẹ sii ju awọn ojutu orisun shunt. Awọn ohun elo ti o ju 200 amps ṣe ojurere si awọn sensọ Hall laibikita awọn idiwọn wọnyi.

Analog{0}si-ayan oluyipada oni-nọmba kan taara deede. ADC 12{5}bit kan ti o ni iwọn 100-amp kikun-iwọn lọwọlọwọ n pese ni aijọju 25{9}}milliamp ipinnu-ṣe itẹwọgba fun awọn ohun elo agbara giga ṣugbọn ko pe fun awọn ẹrọ ti o ni ṣiṣan aisinisi ipele milliamp. Awọn ọna ṣiṣe iṣakoso batiri ode oni nigbagbogbo gba awọn oluyipada 16-bit tabi paapaa awọn oluyipada 24-bit lati mu iwọn agbara lati awọn ṣiṣan oorun microamp si awọn ọgọọgọrun amps lakoko awọn ẹru giga.

Coulomb Counting

Awọn imuse ọkọ ayọkẹlẹ ina ṣe afihan kika coulomb ni iwọn. Eto iṣakoso batiri ti Nissan Leaf n tọpa sisan idiyele ẹgbẹ sẹẹli kọọkan, jẹ ki ọkọ naa le ṣe afihan awọn iṣiro iwọn ati awọn ikilọ ti nfa ṣaaju ki batiri naa dinku. Lẹhin awọn ọgọọgọrun ti idiyele- awọn iyipo idasile, eto naa ṣetọju deede SOC laarin 3-5% nipasẹ isọdọtun igbakọọkan lakoko gbigba agbara ni kikun.

Awọn wiwọn batiri ti foonuiyara lo awọn imuse kika coulomb ti o rọrun nipasẹ idiyele ati agbara agbara. Awọn ọna ṣiṣe wọnyi ni deede ṣaṣeyọri deede 5-10%, to fun iṣafihan awọn ifi ipele batiri mẹrin tabi marun ṣugbọn ko to kongẹ ju awọn imuṣẹ adaṣe lọ. Isuna agbara fun iyika wiwọn epo gbọdọ wa ni isalẹ 100 microamps lati yago fun sisan parasitic pataki.

Akoj - ibi ipamọ batiri ti o ni iwọn nilo deede pataki lati mu idiyele ṣiṣẹ pọ{1}}iṣeto idasilẹ ati rii awọn modulu ti o kuna. Awọn ọna ṣiṣe wọnyi gba oye lọwọlọwọ laiṣe pẹlu shunts meji ati ọpọ ADCs. Awọn algoridimu sọfitiwia rekọja-ṣayẹwo awọn wiwọn ati awọn aiṣedeede asia ti o kọja 0.5%, ṣiṣe itọju isọtẹlẹ ṣaaju ki awọn ikuna waye.

Awọn ohun elo ologun ati awọn ohun elo aerospace nilo igbẹkẹle ti o ga julọ, nigbagbogbo imuse ni ilopo-mẹta{0}} imọ-aiṣedeede pẹlu ọgbọn idibo. Eto iṣakoso batiri ṣe afiwe awọn iyika kika coulomb ominira mẹta ati lo iye agbedemeji. Ti sensọ eyikeyi ba yapa ju awọn opin itẹwọgba lọ, aibikita rẹ lakoko ti eto n ṣajọ ẹbi fun iṣe itọju.

Iwadi tẹsiwaju si awọn ọna fun imudara išedede kika coulomb laisi fifi idiju hardware kun tabi idiyele. Awọn algoridimu adaṣe ti o kọ ẹkọ batiri {{1} awọn ihuwasi kan pato lakoko awọn akoko mejila akọkọ fihan ileri fun idinku awọn aṣiṣe ni ọpọ eniyan{2} awọn ẹrọ ti a ṣejade nibiti o ti jẹ pe{3} isodiwọn ẹyọkan ko ṣiṣẹ.

Awọn ọna ṣiṣe iṣakoso batiri alailowaya imukuro ijanu onirin ti o so sẹẹli kọọkan si oludari aringbungbun. Module sẹẹli kọọkan pẹlu counter coulomb tirẹ ati gbigbe data nipasẹ ilana alailowaya. Ile faaji yii dinku iwuwo ni awọn ọkọ ina mọnamọna ati irọrun apejọ, botilẹjẹpe o ṣafihan awọn italaya ni ayika mimuuṣiṣẹpọ awọn iwọn ominira lọpọlọpọ.

Awọn batiri ipinle ti o lagbara{0} ti nwọle iṣelọpọ laarin awọn ọdun diẹ ti nbọ le nilo awọn isunmọ kika coulomb ti a ṣe atunṣe. Awọn batiri wọnyi ṣe afihan idiyele oriṣiriṣi - awọn abuda isọjade ati awọn ọna ṣiṣe ti ogbo ni akawe si awọn sẹẹli lithium ti aṣa{3}}. Ilana ipilẹ ti iṣakojọpọ lọwọlọwọ lori akoko wa wulo, ṣugbọn awọn ilana isọdọtun ati awọn ifosiwewe ṣiṣe yoo nilo imudojuiwọn.

Ijọpọ pẹlu awọn ibeji oni nọmba batiri nfunni awọn aye iyalẹnu. Nipa titọju awoṣe iṣiro alaye ti ipo batiri kọọkan ti o da lori itan-akọọlẹ pipe rẹ, awọn eto le ṣaṣeyọri deedee airotẹlẹ ni iṣiro SOC. Awọn awoṣe wọnyi yoo ṣafikun kika coulomb bi titẹ sii ọkan laarin ọpọlọpọ, dapọ data lati lọwọlọwọ, foliteji, iwọn otutu, ati awọn wiwọn impedance.

Foliteji batiri ko tọka taara ipo idiyele fun ọpọlọpọ awọn kemistri. Awọn batiri fosifeti ti Lithium iron ṣe itọju foliteji igbagbogbo ti o fẹrẹẹ kọja 20{2}}90% SOC, ṣiṣe ifoju foliteji{4}} ti o da lori ko ṣee ṣe. Paapaa pẹlu awọn batiri oxide lithium kobalt ti o ni ibamu foliteji-SOC to dara julọ, ibatan naa yatọ pẹlu iwọn otutu, ọjọ-ori, ati lọwọlọwọ fifuye. Coulomb kika awọn orin gangan sisan idiyele laiwo ti foliteji ihuwasi.

Igbohunsafẹfẹ isọdọtun da lori awọn ibeere ohun elo ati ifarada aṣiṣe. Awọn ẹrọ onibara nigbagbogbo ṣe iwọn gbogbo awọn akoko 20-30 ni kikun nipa gbigba agbara si 100%. Awọn ọkọ ina mọnamọna le ṣe iwọn ni oṣooṣu tabi nigbakugba ti batiri ba de awọn ipinlẹ ti a mọ. Awọn ohun elo to ṣe pataki ti o nilo iṣedede giga le ṣe iwọn ni ọsẹ kan tabi lo atunṣe tẹsiwaju nipasẹ sisẹ Kalman lati yago fun isọdọtun igbakọọkan patapata.

Bẹẹni, kika coulomb n ṣiṣẹ nigbagbogbo ni awọn itọnisọna mejeeji. Lakoko gbigba agbara, o ṣe afikun awọn coulombs bi lọwọlọwọ n ṣanwọle. Lakoko idasilẹ, o yọkuro awọn coulombs bi lọwọlọwọ n ṣàn jade. Eto naa n ṣatunṣe fun awọn iṣẹ ṣiṣe coulombic ọtọọtọ ni itọsọna kọọkan{3}}ṣiṣe ṣiṣe gbigba agbara ni igbagbogbo nṣiṣẹ 98-99%, lakoko ti ṣiṣe ṣiṣejade kọja 99.5% fun awọn batiri lithium-ion.

Yiye degrades ti o ba ti awọn eto ko ni orin ipare agbara. Bi awọn batiri ọjọ ori, wọn padanu agbara nigba ti coulomb kika alugoridimu tẹsiwaju nipa lilo atilẹba agbara iye. Eyi fa SOC ti a pinnu lati di ireti siwaju sii. Awọn imuse BMS ti o ni ilọsiwaju lorekore ṣe iwọn agbara gangan ati ṣe imudojuiwọn awọn aye iṣiro, mimu deede bi o ti jẹ ti ogbo.

Aṣeyọri iṣe ti kika coulomb jẹ lati iwọntunwọnsi rẹ laarin ayedero ati deede. Lakoko ti kii ṣe pipe, o pese pipe to fun awọn ohun elo pupọ julọ nigbati o ba darapọ pẹlu isọdiwọn igbakọọkan. Iṣe ṣiṣe iṣiro ọna naa jẹ ki o jẹ apẹrẹ fun awọn ẹrọ batiri{2} ti o ni agbara nibiti iwọn epo funrararẹ gbọdọ jẹ agbara kekere. Bii imọ-ẹrọ batiri ti n dagbasoke ati awọn ohun elo ibi ipamọ agbara ti n pọ si, kika coulomb yoo jẹ ohun elo ipilẹ fun ṣiṣakoso awọn batiri gbigba agbara ni gbogbo apakan ọja.