లిథియం బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జ్ స్థితి (SOC) అంచనా వేయడం సాంకేతికంగా కష్టం, ముఖ్యంగా బ్యాటరీ పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడని లేదా పూర్తిగా డిశ్చార్జ్ చేయబడని అప్లికేషన్లలో. ఇటువంటి అప్లికేషన్లు హైబ్రిడ్ ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు (HEVలు). సవాలు లిథియం బ్యాటరీల యొక్క చాలా ఫ్లాట్ వోల్టేజ్ డిశ్చార్జ్ లక్షణాల నుండి వచ్చింది. వోల్టేజ్ 70% SOC నుండి 20% SOCకి మారదు. వాస్తవానికి, ఉష్ణోగ్రత మార్పుల కారణంగా వోల్టేజ్ వైవిధ్యం ఉత్సర్గ కారణంగా వోల్టేజ్ వైవిధ్యం వలె ఉంటుంది, కాబట్టి SOC వోల్టేజ్ నుండి ఉద్భవించాలంటే, సెల్ ఉష్ణోగ్రత తప్పనిసరిగా భర్తీ చేయబడాలి.
మరొక సవాలు ఏమిటంటే, బ్యాటరీ సామర్థ్యం అత్యల్ప కెపాసిటీ సెల్ యొక్క సామర్థ్యం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, కాబట్టి SOC సెల్ యొక్క టెర్మినల్ వోల్టేజ్ ఆధారంగా నిర్ణయించబడదు, కానీ బలహీనమైన సెల్ యొక్క టెర్మినల్ వోల్టేజ్ ఆధారంగా నిర్ణయించబడుతుంది. ఇదంతా కొంచెం కష్టంగా అనిపిస్తుంది. కాబట్టి మనం సెల్‌లోకి ప్రవహించే మొత్తం కరెంట్‌ని ఎందుకు ఉంచకూడదు మరియు బయటకు ప్రవహించే కరెంట్‌తో సమతుల్యం చేయకూడదు? దీనిని కౌలోమెట్రిక్ లెక్కింపు అని పిలుస్తారు మరియు చాలా సరళంగా అనిపిస్తుంది, అయితే ఈ పద్ధతిలో చాలా ఇబ్బందులు ఉన్నాయి.
బ్యాటరీలుఖచ్చితమైన బ్యాటరీలు కావు. మీరు వాటిని ఉంచిన వాటిని వారు ఎన్నటికీ తిరిగి ఇవ్వరు. ఛార్జింగ్ సమయంలో లీకేజ్ కరెంట్ ఉంది, ఇది ఉష్ణోగ్రత, ఛార్జ్ రేటు, ఛార్జ్ స్థితి మరియు వృద్ధాప్యంతో మారుతుంది.
బ్యాటరీ సామర్థ్యం కూడా డిశ్చార్జ్ రేటుతో నాన్-లీనియర్‌గా మారుతుంది. ఉత్సర్గ వేగంగా, సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది. 0.5C డిచ్ఛార్జ్ నుండి 5C డిశ్చార్జ్ వరకు, తగ్గింపు 15% వరకు ఉంటుంది.
బ్యాటరీలు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద గణనీయంగా ఎక్కువ లీకేజీ కరెంట్‌ను కలిగి ఉంటాయి. బ్యాటరీలోని అంతర్గత సెల్‌లు బాహ్య కణాల కంటే వేడిగా పని చేస్తాయి, కాబట్టి బ్యాటరీ ద్వారా సెల్ లీకేజ్ అసమానంగా ఉంటుంది.
సామర్థ్యం కూడా ఉష్ణోగ్రత యొక్క విధి. కొన్ని లిథియం రసాయనాలు ఇతరులకన్నా ఎక్కువగా ప్రభావితమవుతాయి.
ఈ అసమానతను భర్తీ చేయడానికి, బ్యాటరీలో సెల్ బ్యాలెన్సింగ్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ అదనపు లీకేజీ కరెంట్ బ్యాటరీ వెలుపల కొలవబడదు.
సెల్ యొక్క జీవితకాలం మరియు కాలక్రమేణా బ్యాటరీ సామర్థ్యం క్రమంగా తగ్గుతుంది.
ప్రస్తుత కొలతలో ఏదైనా చిన్న ఆఫ్‌సెట్ ఏకీకృతం చేయబడుతుంది మరియు కాలక్రమేణా పెద్ద సంఖ్యగా మారవచ్చు, ఇది SOC యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని తీవ్రంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.
సాధారణ క్రమాంకనం చేయకపోతే పైన పేర్కొన్నవన్నీ కాలక్రమేణా ఖచ్చితత్వంలో డ్రిఫ్ట్‌కు దారితీస్తాయి, అయితే బ్యాటరీ దాదాపు డిశ్చార్జ్ అయినప్పుడు లేదా దాదాపుగా నిండినప్పుడు మాత్రమే ఇది సాధ్యమవుతుంది. HEV అప్లికేషన్లలో బ్యాటరీని సుమారు 50% ఛార్జ్‌లో ఉంచడం ఉత్తమం, కాబట్టి మీటరింగ్ ఖచ్చితత్వాన్ని విశ్వసనీయంగా సరిదిద్దడానికి ఒక సాధ్యమైన మార్గం కాలానుగుణంగా బ్యాటరీని పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయడం. స్వచ్ఛమైన ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు క్రమం తప్పకుండా పూర్తి లేదా దాదాపు పూర్తి ఛార్జ్ చేయబడతాయి, కాబట్టి కూలోమెట్రిక్ గణనల ఆధారంగా మీటరింగ్ చాలా ఖచ్చితమైనదిగా ఉంటుంది, ప్రత్యేకించి ఇతర బ్యాటరీ సమస్యలను భర్తీ చేస్తే.
కూలోమెట్రిక్ లెక్కింపులో మంచి ఖచ్చితత్వానికి కీలకం విస్తృత డైనమిక్ పరిధిలో మంచి కరెంట్ డిటెక్షన్.
కరెంట్‌ను కొలిచే సాంప్రదాయ పద్ధతి మనకు షంట్, అయితే అధిక (250A+) ప్రవాహాలు ఉన్నప్పుడు ఈ పద్ధతులు తగ్గుతాయి. విద్యుత్ వినియోగం కారణంగా, షంట్ తక్కువ నిరోధకతను కలిగి ఉండాలి. తక్కువ రెసిస్టెన్స్ షంట్‌లు తక్కువ (50mA) ప్రవాహాలను కొలవడానికి తగినవి కావు. ఇది వెంటనే చాలా ముఖ్యమైన ప్రశ్నను లేవనెత్తుతుంది: కనీస మరియు గరిష్ట ప్రవాహాలను కొలవవలసినవి ఏమిటి? దీనిని డైనమిక్ పరిధి అంటారు.
100Ahr బ్యాటరీ సామర్థ్యాన్ని ఊహిస్తే, ఆమోదయోగ్యమైన ఏకీకరణ లోపం యొక్క స్థూల అంచనా.
4 Amp లోపం ఒక రోజులో 100% ఎర్రర్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది లేదా 0.4A లోపం ఒక రోజులో 10% ఎర్రర్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
4/7A లోపం ఒక వారంలోపు 100% ఎర్రర్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది లేదా 60mA లోపం ఒక వారంలోపు 10% ఎర్రర్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
4/28A లోపం ఒక నెలలో 100% ఎర్రర్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది లేదా 15mA లోపం ఒక నెలలో 10% ఎర్రర్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది బహుశా ఛార్జింగ్ లేదా పూర్తి డిశ్చార్జ్ కారణంగా రీకాలిబ్రేషన్ లేకుండా అంచనా వేయగల ఉత్తమ కొలత.
ఇప్పుడు కరెంట్‌ని కొలిచే షంట్‌ని చూద్దాం. 250A కోసం, 1m ఓం షంట్ అధిక వైపున ఉంటుంది మరియు 62.5W ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అయితే, 15mA వద్ద ఇది 15 మైక్రోవోల్ట్‌లను మాత్రమే ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది నేపథ్య శబ్దంలో పోతుంది. డైనమిక్ పరిధి 250A/15mA = 17,000:1. 14-బిట్ A/D కన్వర్టర్ శబ్దం, ఆఫ్‌సెట్ మరియు డ్రిఫ్ట్‌లో సిగ్నల్‌ను నిజంగా "చూడగలిగితే", అప్పుడు 14-బిట్ A/D కన్వర్టర్ అవసరం. ఆఫ్‌సెట్‌కి ఒక ముఖ్యమైన కారణం థర్మోకపుల్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే వోల్టేజ్ మరియు గ్రౌండ్ లూప్ ఆఫ్‌సెట్.
ప్రాథమికంగా, ఈ డైనమిక్ పరిధిలో కరెంట్‌ని కొలవగల సెన్సార్ లేదు. ట్రాక్షన్ మరియు ఛార్జింగ్ ఉదాహరణల నుండి అధిక కరెంట్‌లను కొలవడానికి అధిక కరెంట్ సెన్సార్లు అవసరమవుతాయి, అయితే తక్కువ కరెంట్ సెన్సార్లు కరెంట్‌లను కొలవడానికి అవసరం, ఉదాహరణకు, ఉపకరణాలు మరియు ఏదైనా సున్నా ప్రస్తుత స్థితి. తక్కువ కరెంట్ సెన్సార్ కూడా అధిక కరెంట్‌ను "చూస్తుంది" కాబట్టి, సంతృప్తత తప్ప, వీటిని దెబ్బతీయడం లేదా పాడవడం సాధ్యం కాదు. ఇది వెంటనే షంట్ కరెంట్‌ను లెక్కిస్తుంది.
ఒక పరిష్కారం
సెన్సార్ల యొక్క చాలా సరిఅయిన కుటుంబం ఓపెన్ లూప్ హాల్ ఎఫెక్ట్ కరెంట్ సెన్సార్లు. ఈ పరికరాలు అధిక ప్రవాహాల వల్ల దెబ్బతినవు మరియు Raztec ఒక సెన్సార్ పరిధిని అభివృద్ధి చేసింది, ఇది ఒక కండక్టర్ ద్వారా మిల్లియాంప్ పరిధిలోని ప్రవాహాలను కొలవగలదు. 100mV/AT యొక్క బదిలీ ఫంక్షన్ ఆచరణాత్మకమైనది, కాబట్టి 15mA కరెంట్ ఉపయోగించదగిన 1.5mVని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అందుబాటులో ఉన్న అత్యుత్తమ కోర్ మెటీరియల్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా, సింగిల్ మిల్లియాంప్ శ్రేణిలో చాలా తక్కువ రీమినెన్స్ కూడా సాధించవచ్చు. 100mV/AT వద్ద, సంతృప్తత 25 ఆంప్స్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. కోర్సు యొక్క తక్కువ ప్రోగ్రామింగ్ లాభం అధిక ప్రవాహాలను అనుమతిస్తుంది.
అధిక కరెంట్‌లను సంప్రదాయ హై కరెంట్ సెన్సార్‌లను ఉపయోగించి కొలుస్తారు. ఒక సెన్సార్ నుండి మరొకదానికి మారడానికి సాధారణ తర్కం అవసరం.
Raztec యొక్క కొత్త శ్రేణి కోర్‌లెస్ సెన్సార్లు అధిక కరెంట్ సెన్సార్‌లకు అద్భుతమైన ఎంపిక. ఈ పరికరాలు అద్భుతమైన సరళత, స్థిరత్వం మరియు జీరో హిస్టెరిసిస్‌ను అందిస్తాయి. అవి విస్తృత శ్రేణి మెకానికల్ కాన్ఫిగరేషన్‌లు మరియు ప్రస్తుత పరిధులకు సులభంగా అనుగుణంగా ఉంటాయి. అద్భుతమైన పనితీరుతో కొత్త తరం మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ సెన్సార్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ పరికరాలు ఆచరణాత్మకంగా తయారు చేయబడ్డాయి.
సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తులను నిర్వహించడానికి రెండు సెన్సార్ రకాలు చాలా ఎక్కువ డైనమిక్ రేంజ్ కరెంట్‌లతో ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి.
అయినప్పటికీ, బ్యాటరీ కూడా ఖచ్చితమైన కూలంబ్ కౌంటర్ కానందున తీవ్ర ఖచ్చితత్వం అనవసరంగా ఉంటుంది. ఛార్జ్ మరియు డిశ్చార్జ్ మధ్య 5% లోపం అనేది మరింత అసమానతలు ఉన్న బ్యాటరీలకు విలక్షణమైనది. దీన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, ప్రాథమిక బ్యాటరీ నమూనాను ఉపయోగించి సాపేక్షంగా సరళమైన సాంకేతికతను ఉపయోగించవచ్చు. మోడల్‌లో నో-లోడ్ టెర్మినల్ వోల్టేజ్ వర్సెస్ కెపాసిటీ, ఛార్జ్ వోల్టేజ్ వర్సెస్ కెపాసిటీ, డిశ్చార్జ్ మరియు ఛార్జ్ రెసిస్టెన్స్‌లను కెపాసిటీ మరియు ఛార్జ్/డిశ్చార్జ్ సైకిల్స్‌తో సవరించవచ్చు. క్షీణత మరియు పునరుద్ధరణ వోల్టేజ్ సమయ స్థిరాంకాలను ఉంచడానికి తగిన కొలిచిన వోల్టేజ్ సమయ స్థిరాంకాలు ఏర్పాటు చేయాలి.
మంచి నాణ్యమైన లిథియం బ్యాటరీల యొక్క ముఖ్యమైన ప్రయోజనం ఏమిటంటే అవి అధిక ఉత్సర్గ రేట్ల వద్ద చాలా తక్కువ సామర్థ్యాన్ని కోల్పోతాయి. ఈ వాస్తవం గణనలను సులభతరం చేస్తుంది. వాటికి లీకేజీ కరెంట్ కూడా చాలా తక్కువ. సిస్టమ్ లీకేజీ ఎక్కువగా ఉండవచ్చు.
ఈ సాంకేతికత తగిన పారామితులను ఏర్పాటు చేసిన తర్వాత, కూలంబ్ లెక్కింపు అవసరం లేకుండా, అసలు మిగిలిన సామర్థ్యం యొక్క కొన్ని శాతం పాయింట్ల లోపల ఛార్జ్ అంచనా స్థితిని అనుమతిస్తుంది. బ్యాటరీ కూలంబ్ కౌంటర్‌గా మారుతుంది.
ప్రస్తుత సెన్సార్‌లోని ఎర్రర్ మూలాలు
పైన పేర్కొన్నట్లుగా, ఆఫ్‌సెట్ లోపం కౌలోమెట్రిక్ గణనకు కీలకం మరియు సున్నా ప్రస్తుత పరిస్థితుల్లో సెన్సార్ ఆఫ్‌సెట్‌ను సున్నాకి క్రమాంకనం చేయడానికి SOC మానిటర్‌లో ఏర్పాటు చేయాలి. ఇది సాధారణంగా ఫ్యాక్టరీ ఇన్‌స్టాలేషన్ సమయంలో మాత్రమే సాధ్యమవుతుంది. అయినప్పటికీ, సున్నా కరెంట్‌ని నిర్ణయించే వ్యవస్థలు ఉనికిలో ఉండవచ్చు మరియు అందువల్ల ఆఫ్‌సెట్ యొక్క స్వయంచాలక రీకాలిబ్రేషన్‌ను అనుమతిస్తుంది. డ్రిఫ్ట్ వసతి కల్పించవచ్చు కాబట్టి ఇది అనువైన పరిస్థితి.
దురదృష్టవశాత్తు, అన్ని సెన్సార్ టెక్నాలజీలు థర్మల్ ఆఫ్‌సెట్ డ్రిఫ్ట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి మరియు ప్రస్తుత సెన్సార్లు దీనికి మినహాయింపు కాదు. ఇది క్లిష్టమైన నాణ్యత అని మనం ఇప్పుడు చూడవచ్చు. Raztec వద్ద నాణ్యమైన భాగాలు మరియు జాగ్రత్తగా డిజైన్ చేయడం ద్వారా, మేము డ్రిఫ్ట్ పరిధి <0.25mA/Kతో థర్మల్లీ స్టేబుల్ కరెంట్ సెన్సార్ల శ్రేణిని అభివృద్ధి చేసాము. 20K ఉష్ణోగ్రత మార్పు కోసం, ఇది గరిష్టంగా 5mA ఎర్రర్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్‌ను కలిగి ఉన్న ప్రస్తుత సెన్సార్‌లలో లోపం యొక్క మరొక సాధారణ మూలం రీమనెంట్ అయస్కాంతత్వం వల్ల కలిగే హిస్టెరిసిస్ లోపం. ఇది తరచుగా 400mA వరకు ఉంటుంది, దీని వలన బ్యాటరీ పర్యవేక్షణకు ఇటువంటి సెన్సార్లు సరిపోవు. ఉత్తమ అయస్కాంత పదార్థాన్ని ఎంచుకోవడం ద్వారా, Raztec ఈ నాణ్యతను 20mAకి తగ్గించింది మరియు ఈ లోపం కాలక్రమేణా తగ్గింది. తక్కువ లోపం అవసరమైతే, డీమాగ్నెటైజేషన్ సాధ్యమవుతుంది, కానీ గణనీయమైన సంక్లిష్టతను జోడిస్తుంది.
ఒక చిన్న లోపం అనేది ఉష్ణోగ్రతతో బదిలీ ఫంక్షన్ క్రమాంకనం యొక్క డ్రిఫ్ట్, కానీ మాస్ సెన్సార్ల కోసం ఈ ప్రభావం ఉష్ణోగ్రతతో సెల్ పనితీరు యొక్క డ్రిఫ్ట్ కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.
స్థిరమైన నో-లోడ్ వోల్టేజీలు, IXR ద్వారా భర్తీ చేయబడిన సెల్ వోల్టేజీలు, కౌలోమెట్రిక్ గణనలు మరియు పారామితుల ఉష్ణోగ్రత పరిహారం వంటి సాంకేతికతల కలయికను ఉపయోగించడం SOC అంచనాకు ఉత్తమమైన విధానం. ఉదాహరణకు, నో-లోడ్ లేదా తక్కువ-లోడ్ బ్యాటరీ వోల్టేజ్‌ల కోసం SOCని అంచనా వేయడం ద్వారా దీర్ఘకాలిక ఏకీకరణ లోపాలను విస్మరించవచ్చు.
పోస్ట్ సమయం: ఆగస్ట్-09-2022