लिथियम बॅटरीच्या चार्ज स्थितीचा (एसओसी) अंदाज लावणे तांत्रिकदृष्ट्या कठीण आहे, विशेषत: ज्या ऍप्लिकेशन्समध्ये बॅटरी पूर्णपणे चार्ज होत नाही किंवा पूर्णपणे डिस्चार्ज होत नाही.असे ऍप्लिकेशन्स हायब्रिड इलेक्ट्रिक वाहने (HEVs) आहेत.आव्हान लिथियम बॅटरीच्या अगदी सपाट व्होल्टेज डिस्चार्ज वैशिष्ट्यांमुळे उद्भवते.व्होल्टेज 70% SOC ते 20% SOC पर्यंत क्वचितच बदलते.खरं तर, तापमानातील बदलांमुळे व्होल्टेजची भिन्नता डिस्चार्जमुळे व्होल्टेजच्या फरकासारखीच असते, म्हणून जर एसओसी व्होल्टेजमधून मिळवायचे असेल, तर सेल तापमानाची भरपाई करणे आवश्यक आहे.
आणखी एक आव्हान हे आहे की बॅटरीची क्षमता सर्वात कमी क्षमतेच्या सेलच्या क्षमतेनुसार निर्धारित केली जाते, म्हणून SOC चे परीक्षण सेलच्या टर्मिनल व्होल्टेजच्या आधारावर केले जाऊ नये, तर सर्वात कमकुवत सेलच्या टर्मिनल व्होल्टेजवर केले जावे.हे सर्व थोडे अवघड वाटते.तर मग आपण सेलमध्ये वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाचे एकूण प्रमाण का ठेवत नाही आणि बाहेर वाहणाऱ्या विद्युतप्रवाहाशी समतोल का ठेवत नाही?याला क्युलोमेट्रिक मोजणी म्हणून ओळखले जाते आणि ते पुरेसे सोपे वाटते, परंतु या पद्धतीमध्ये अनेक अडचणी आहेत.
बॅटरीजपरिपूर्ण बॅटरी नाहीत.तुम्ही त्यांच्यात जे ठेवले ते ते कधीही परत करत नाहीत.चार्जिंग दरम्यान गळती चालू असते, जी तापमान, चार्ज दर, चार्जची स्थिती आणि वृद्धत्वानुसार बदलते.
डिस्चार्जच्या दरानुसार बॅटरीची क्षमता देखील नॉन-रेखीय बदलते.जलद डिस्चार्ज, क्षमता कमी.0.5C डिस्चार्ज ते 5C डिस्चार्ज पर्यंत, कपात 15% पर्यंत असू शकते.
उच्च तापमानात बॅटरीमध्ये लक्षणीय प्रमाणात जास्त गळती चालू असते.बॅटरीमधील अंतर्गत पेशी बाह्य पेशींपेक्षा जास्त गरम होऊ शकतात, त्यामुळे बॅटरीमधून होणारी सेल गळती असमान असेल.
क्षमता देखील तापमानाचे एक कार्य आहे.काही लिथियम रसायनांचा इतरांपेक्षा जास्त परिणाम होतो.
या असमानतेची भरपाई करण्यासाठी, बॅटरीमध्ये सेल बॅलन्सिंग वापरले जाते.हे अतिरिक्त गळती प्रवाह बॅटरीच्या बाहेर मोजता येत नाही.
सेलच्या आयुष्यानुसार आणि कालांतराने बॅटरीची क्षमता हळूहळू कमी होत जाते.
सध्याच्या मोजमापातील कोणतीही छोटी ऑफसेट एकत्रित केली जाईल आणि कालांतराने ती मोठी संख्या बनू शकते, ज्यामुळे SOC च्या अचूकतेवर गंभीर परिणाम होईल.
वरील सर्व गोष्टींचा परिणाम वेळोवेळी अचूकतेत वाढ होईल जोपर्यंत नियमित कॅलिब्रेशन केले जात नाही, परंतु हे केवळ तेव्हाच शक्य आहे जेव्हा बॅटरी जवळजवळ डिस्चार्ज केली जाते किंवा जवळजवळ पूर्ण होते.HEV ऍप्लिकेशन्समध्ये बॅटरीला अंदाजे 50% चार्जवर ठेवणे चांगले आहे, त्यामुळे मीटरिंग अचूकता विश्वसनीयरित्या दुरुस्त करण्याचा एक संभाव्य मार्ग म्हणजे वेळोवेळी बॅटरी पूर्णपणे चार्ज करणे.शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहने नियमितपणे पूर्ण किंवा जवळजवळ पूर्ण चार्ज केली जातात, त्यामुळे क्युलोमेट्रिक मोजणीवर आधारित मीटरिंग अतिशय अचूक असू शकते, विशेषत: जर इतर बॅटरी समस्यांची भरपाई केली जाते.
क्युलोमेट्रिक मोजणीमध्ये चांगल्या अचूकतेची गुरुकिल्ली म्हणजे विस्तृत डायनॅमिक श्रेणीवर चांगले वर्तमान शोध.
विद्युतप्रवाह मोजण्याची पारंपारिक पद्धत आमच्यासाठी शंट आहे, परंतु जेव्हा उच्च (250A+) प्रवाह गुंतलेले असतात तेव्हा या पद्धती खाली पडतात.वीज वापरामुळे, शंट कमी प्रतिरोधक असणे आवश्यक आहे.कमी प्रतिरोधक शंट कमी (50mA) प्रवाह मोजण्यासाठी योग्य नाहीत.हे ताबडतोब सर्वात महत्वाचा प्रश्न उपस्थित करते: मोजले जाणारे किमान आणि कमाल प्रवाह काय आहेत?याला डायनॅमिक रेंज म्हणतात.
100Ahr ची बॅटरी क्षमता गृहीत धरून, स्वीकार्य एकीकरण त्रुटीचा अंदाजे अंदाज.
4 Amp त्रुटी एका दिवसात 100% त्रुटी निर्माण करेल किंवा 0.4A त्रुटी एका दिवसात 10% त्रुटी निर्माण करेल.
4/7A त्रुटी एका आठवड्यात 100% त्रुटी निर्माण करेल किंवा 60mA त्रुटी एका आठवड्यात 10% त्रुटी निर्माण करेल.
4/28A त्रुटी एका महिन्यात 100% त्रुटी निर्माण करेल किंवा 15mA त्रुटी एका महिन्यात 10% त्रुटी निर्माण करेल, जे कदाचित सर्वोत्तम मोजमाप आहे जे चार्जिंगमुळे किंवा पूर्ण डिस्चार्जमुळे रिकॅलिब्रेशनशिवाय अपेक्षित केले जाऊ शकते.
आता विद्युतप्रवाह मोजणारे शंट पाहू.250A साठी, 1m ओम शंट उंच बाजूला असेल आणि 62.5W उत्पादन करेल.तथापि, 15mA वर ते केवळ 15 मायक्रोव्होल्ट तयार करेल, जे पार्श्वभूमीच्या आवाजात गमावले जाईल.डायनॅमिक श्रेणी 250A/15mA = 17,000:1 आहे.जर 14-बिट A/D कनवर्टर आवाज, ऑफसेट आणि ड्रिफ्टमध्ये सिग्नल खरोखर "पाहू" शकत असेल, तर 14-बिट A/D कनवर्टर आवश्यक आहे.ऑफसेटचे महत्त्वाचे कारण म्हणजे थर्मोकूपलद्वारे व्युत्पन्न होणारे व्होल्टेज आणि ग्राउंड लूप ऑफसेट.
मूलभूतपणे, या डायनॅमिक श्रेणीमध्ये विद्युत् प्रवाह मोजू शकेल असा कोणताही सेन्सर नाही.कर्षण आणि चार्जिंग उदाहरणांमधून उच्च प्रवाह मोजण्यासाठी उच्च प्रवाह सेन्सर आवश्यक आहेत, तर कमी वर्तमान सेन्सर, उदाहरणार्थ, उपकरणे आणि कोणत्याही शून्य वर्तमान स्थितीमधून प्रवाह मोजण्यासाठी आवश्यक आहेत.कमी वर्तमान सेन्सर उच्च प्रवाह देखील "पाहतो" असल्याने, संपृक्तता वगळता, ते खराब किंवा दूषित होऊ शकत नाही.हे ताबडतोब शंट करंटची गणना करते.
एक उपाय
सेन्सर्सचे एक अतिशय योग्य कुटुंब म्हणजे ओपन लूप हॉल इफेक्ट करंट सेन्सर्स.या उपकरणांना उच्च प्रवाहांमुळे नुकसान होणार नाही आणि Raztec ने एक सेन्सर श्रेणी विकसित केली आहे जी प्रत्यक्षात एकाच कंडक्टरद्वारे मिलीॲम्प श्रेणीतील प्रवाह मोजू शकते.100mV/AT चे हस्तांतरण कार्य व्यावहारिक आहे, म्हणून 15mA करंट वापरण्यायोग्य 1.5mV तयार करेल.सर्वोत्तम उपलब्ध कोर मटेरिअल वापरून, सिंगल मिलिअँप रेंजमध्ये खूप कमी रिमनन्स देखील मिळवता येतो.100mV/AT वर, संपृक्तता 25 Amps पेक्षा जास्त होईल.कमी प्रोग्रामिंग लाभ अर्थातच उच्च प्रवाहांना अनुमती देते.
पारंपारिक उच्च प्रवाह सेन्सर वापरून उच्च प्रवाह मोजले जातात.एका सेन्सरवरून दुस-या सेन्सरवर स्विच करण्यासाठी साध्या तर्काची आवश्यकता असते.
Raztec ची कोरलेस सेन्सर्सची नवीन श्रेणी उच्च वर्तमान सेन्सर्ससाठी एक उत्कृष्ट पर्याय आहे.ही उपकरणे उत्कृष्ट रेखीयता, स्थिरता आणि शून्य हिस्टेरेसीस देतात.ते यांत्रिक कॉन्फिगरेशन आणि वर्तमान श्रेणींच्या विस्तृत श्रेणीशी सहजपणे जुळवून घेतात.उत्कृष्ट कार्यक्षमतेसह चुंबकीय क्षेत्र सेन्सर्सच्या नवीन पिढीच्या वापराद्वारे ही उपकरणे व्यावहारिक बनविली जातात.
दोन्ही सेन्सरचे प्रकार सिग्नल-टू-आवाज गुणोत्तर व्यवस्थापित करण्यासाठी अत्यंत उच्च गतिमान प्रवाहांच्या आवश्यक श्रेणीसह फायदेशीर राहतात.
तथापि, अत्यंत अचूकता अनावश्यक असेल कारण बॅटरी स्वतःच अचूक कुलॉम्ब काउंटर नाही.चार्ज आणि डिस्चार्ज दरम्यान 5% एरर बॅटरीसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे जिथे पुढील विसंगती अस्तित्वात आहेत.हे लक्षात घेऊन, मूलभूत बॅटरी मॉडेल वापरून तुलनेने सोपे तंत्र वापरले जाऊ शकते.मॉडेलमध्ये नो-लोड टर्मिनल व्होल्टेज विरुद्ध क्षमता, चार्ज व्होल्टेज विरुद्ध क्षमता, डिस्चार्ज आणि चार्ज प्रतिरोधकांचा समावेश असू शकतो ज्यात क्षमता आणि चार्ज/डिस्चार्ज सायकलसह बदल केले जाऊ शकतात.कमी होणे आणि पुनर्प्राप्ती व्होल्टेज वेळ स्थिरांक सामावून घेण्यासाठी योग्य मोजलेले व्होल्टेज वेळ स्थिरांक स्थापित करणे आवश्यक आहे.
चांगल्या दर्जाच्या लिथियम बॅटरीचा एक महत्त्वाचा फायदा म्हणजे उच्च डिस्चार्ज दराने त्यांची क्षमता कमी होते.ही वस्तुस्थिती गणना सुलभ करते.त्यांच्याकडे गळतीचा प्रवाह देखील खूप कमी आहे.सिस्टम गळती जास्त असू शकते.
हे तंत्र कूलॉम्ब मोजणीची आवश्यकता न ठेवता, योग्य मापदंड स्थापित केल्यानंतर वास्तविक उर्वरित क्षमतेच्या काही टक्के गुणांच्या आत शुल्काची स्थिती सक्षम करते.बॅटरी कूलॉम्ब काउंटर बनते.
वर्तमान सेन्सरमधील त्रुटी स्त्रोत
वर नमूद केल्याप्रमाणे, ऑफसेट त्रुटी क्युलोमेट्रिक मोजणीसाठी गंभीर आहे आणि सेन्सर ऑफसेटला शून्य वर्तमान परिस्थितीत शून्यावर कॅलिब्रेट करण्यासाठी SOC मॉनिटरमध्ये तरतूद केली पाहिजे.हे साधारणपणे फॅक्टरी स्थापनेदरम्यानच शक्य असते.तथापि, अशा प्रणाली अस्तित्वात असू शकतात जी शून्य प्रवाह निर्धारित करतात आणि म्हणून ऑफसेटचे स्वयंचलित रिकॅलिब्रेशन करण्याची परवानगी देतात.ही एक आदर्श परिस्थिती आहे कारण वाहून जाणे सामावून घेतले जाऊ शकते.
दुर्दैवाने, सर्व सेन्सर तंत्रज्ञान थर्मल ऑफसेट ड्रिफ्ट तयार करतात आणि वर्तमान सेन्सर अपवाद नाहीत.आता आपण पाहू शकतो की ही एक गंभीर गुणवत्ता आहे.Raztec वर दर्जेदार घटक आणि काळजीपूर्वक डिझाइन वापरून, आम्ही <0.25mA/K च्या ड्रिफ्ट रेंजसह थर्मली स्थिर करंट सेन्सर्सची श्रेणी विकसित केली आहे.20K तापमान बदलासाठी, हे 5mA ची कमाल त्रुटी निर्माण करू शकते.
चुंबकीय सर्किट समाविष्ट करणाऱ्या वर्तमान सेन्सर्समधील त्रुटीचा आणखी एक सामान्य स्त्रोत म्हणजे उर्वरित चुंबकत्वामुळे होणारी हिस्टेरेसिस त्रुटी.हे सहसा 400mA पर्यंत असते, जे अशा सेन्सर्सना बॅटरी मॉनिटरिंगसाठी अनुपयुक्त बनवते.सर्वोत्तम चुंबकीय सामग्री निवडून, Raztec ने ही गुणवत्ता 20mA पर्यंत कमी केली आहे आणि ही त्रुटी कालांतराने कमी झाली आहे.कमी त्रुटी आवश्यक असल्यास, डिमॅग्नेटाइझेशन शक्य आहे, परंतु लक्षणीय जटिलता जोडते.
तपमानासह ट्रान्सफर फंक्शन कॅलिब्रेशनची एक छोटी त्रुटी आहे, परंतु वस्तुमान सेन्सरसाठी हा प्रभाव तापमानासह सेलच्या कार्यक्षमतेच्या प्रवाहापेक्षा खूपच लहान आहे.
SOC अंदाजासाठी सर्वोत्तम दृष्टीकोन म्हणजे स्थिर नो-लोड व्होल्टेज, IXR द्वारे भरपाई केलेले सेल व्होल्टेज, क्युलोमेट्रिक संख्या आणि मापदंडांची तापमान भरपाई यासारख्या तंत्रांचे संयोजन वापरणे.उदाहरणार्थ, नो-लोड किंवा लो-लोड बॅटरी व्होल्टेजसाठी SOC चा अंदाज घेऊन दीर्घकालीन एकीकरण त्रुटींकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते.
पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-०९-२०२२