Litiumin varauksen ja purkauksen teoria ja sähkön laskentamenetelmän suunnittelu(3)

Litiumin varauksen ja purkauksen teoria ja sähkön laskentamenetelmän suunnittelu

2.4 Dynaaminen jännitealgoritmi sähkömittari

Dynaaminen jännitealgoritmi coulometri voi laskea litiumakun varaustilan vain akun jännitteen mukaan.Tämä menetelmä arvioi lataustilan lisäyksen tai laskun akkujännitteen ja akun katkonaisen jännitteen välisen eron mukaan.Dynaamiset jännitetiedot voivat simuloida tehokkaasti litiumakun käyttäytymistä ja määrittää sitten SOC:n (%), mutta tällä menetelmällä ei voida arvioida akun kapasiteetin arvoa (mAh).

Sen laskentamenetelmä perustuu akun jännitteen ja avoimen piirin jännitteen väliseen dynaamiseen eroon käyttämällä iteratiivista algoritmia lataustilan jokaisen nousun tai laskun laskemiseen, varaustilan arvioimiseen.Coulomb-mittausratkaisuun verrattuna dynaaminen jännitealgoritmi coulometri ei kerää virheitä ajan ja virran myötä.Kulonometrisellä kulometrillä on yleensä epätarkka varaustilan arvio virran tunnistusvirheen ja akun itsepurkauksen vuoksi.Vaikka virran tunnistusvirhe olisi hyvin pieni, coulomb-laskuri jatkaa virheen keräämistä, ja kertynyt virhe voidaan poistaa vasta täyden latauksen tai täyden purkauksen jälkeen.

Dynaaminen jännitealgoritmi Sähkömittari arvioi akun varaustilan vain jännitetiedoista;Koska sitä ei arvioida akun nykyisten tietojen perusteella, se ei kerää virheitä.Lataustilan tarkkuuden parantamiseksi dynaamisen jännitealgoritmin on käytettävä todellista laitetta optimoidun algoritmin parametrien säätämiseksi todellisen akun jännitekäyrän mukaan täyden latauksen ja täyden purkauksen olosuhteissa.

Kuva 12. Dynaamisen jännitealgoritmin sähkömittarin suorituskyky ja vahvistuksen optimointi

Seuraavassa on dynaamisen jännitealgoritmin suorituskyky eri purkausnopeuksilla.Kuvasta näkyy, että sen varaustilan tarkkuus on hyvä.Huolimatta purkausolosuhteista C/2, C/4, C/7 ja C/10, tämän menetelmän SOC-virheen kokonaismäärä on alle 3 %.

Kuva 13. Dynaamisen jännitealgoritmin varaustila eri purkausnopeuksilla

Alla oleva kuva näyttää akun varaustilan lyhyen latauksen ja lyhytpurkauksen olosuhteissa.Varaustilan virhe on edelleen hyvin pieni, ja suurin virhe on vain 3%.

Kuva 14. Dynaamisen jännitealgoritmin varaustila akun lyhytlatauksen ja purkauksen yhteydessä

Verrattuna kulonimittaukseen, joka yleensä aiheuttaa epätarkan lataustilan virrantunnistusvirheen ja akun itsepurkauksen vuoksi, dynaaminen jännitealgoritmi ei kerää virhettä ajan ja virran myötä, mikä on suuri etu.Koska lataus-/purkausvirtatietoa ei ole, dynaamisella jännitealgoritmilla on huono lyhytaikainen tarkkuus ja hidas vasteaika.Lisäksi se ei pysty arvioimaan täyttä latauskapasiteettia.Se toimii kuitenkin hyvin pitkän aikavälin tarkkuudella, koska akun jännite heijastaa lopulta suoraan sen lataustilaa.