1. የሊቲየም አዮን ባትሪ መግቢያ

1.1 የክፍያ ግዛት (SOC)

የመክፈያ ሁኔታ በባትሪው ውስጥ ያለው የኤሌክትሪክ ሃይል ሁኔታ ተብሎ ሊገለጽ ይችላል, ብዙውን ጊዜ እንደ መቶኛ ይገለጻል. ያለው የኤሌትሪክ ሃይል በኃይል መሙላት እና በመልቀቅ ወቅታዊ፣ የሙቀት መጠን እና የእርጅና ክስተቶች ስለሚለያይ፣ የክፍያ ሁኔታ ፍቺ እንዲሁ በሁለት ይከፈላል፡ ፍፁም ክፍያ ሁኔታ (ASOC) እና አንጻራዊ ክፍያ (ዘመድ ግዛት) -ከክፍያ; ASOC) ክፍያ ሁኔታ; RSOC) በተለምዶ አንጻራዊው የኃይል መሙያ ሁኔታ 0% -100% ሲሆን ባትሪው ሙሉ በሙሉ ሲሞላ 100% እና ሙሉ በሙሉ ከተለቀቀ 0% ነው። የፍፁም ክፍያ ሁኔታ ባትሪው በሚመረትበት ጊዜ በተዘጋጀው የቋሚ አቅም ዋጋ መሰረት የሚሰላ የማጣቀሻ እሴት ነው። አዲስ ሙሉ ኃይል ያለው ባትሪ ሙሉ በሙሉ የመሙላት ሁኔታ 100% ነው። እና ያረጀ ባትሪ ሙሉ በሙሉ ቻርጅ ቢደረግም በተለያየ የመሙላት እና የመሙላት ሁኔታዎች 100% ሊደርስ አይችልም።

ከታች ያለው ምስል በቮልቴጅ እና በባትሪ አቅም መካከል ያለውን ግንኙነት በተለያየ የመፍሰሻ መጠን ያሳያል. የመልቀቂያው መጠን ከፍ ባለ መጠን የባትሪው አቅም ይቀንሳል። የሙቀት መጠኑ ዝቅተኛ ሲሆን የባትሪው አቅምም ይቀንሳል.

ምስል 1.

በተለያየ የመልቀቂያ መጠን እና የሙቀት መጠን በቮልቴጅ እና አቅም መካከል ያለው ግንኙነት

1.2 ከፍተኛ የኃይል መሙያ ቮልቴጅ

ከፍተኛው የኃይል መሙያ ቮልቴጅ ከባትሪው የኬሚካላዊ ቅንብር እና ባህሪያት ጋር የተያያዘ ነው. የሊቲየም ባትሪ ባትሪ መሙላት ብዙውን ጊዜ 4.2V እና 4.35V ነው, እና የካቶድ እና የአኖድ ቁሳቁሶች የተለያዩ ከሆኑ የቮልቴጅ ዋጋው የተለየ ይሆናል.

1.3 ሙሉ በሙሉ ተሞልቷል።

በባትሪው ቮልቴጅ እና በከፍተኛው የኃይል መሙያ ቮልቴጅ መካከል ያለው ልዩነት ከ 100mV ያነሰ ሲሆን, እና የኃይል መሙያው ወደ C / 10 ሲወርድ, ባትሪው ሙሉ በሙሉ እንደተሞላ ሊቆጠር ይችላል. የባትሪው ባህሪያት የተለያዩ ናቸው, እና ሙሉ የኃይል መሙያ ሁኔታዎችም እንዲሁ የተለያዩ ናቸው.

ከታች ያለው ምስል የተለመደው የሊቲየም ባትሪ መሙላት ባህሪይ ኩርባ ያሳያል። የባትሪው ቮልቴጅ ከከፍተኛው የኃይል መሙያ ቮልቴጅ ጋር እኩል ሲሆን እና የኃይል መሙያው ወደ C / 10 ሲወርድ, ባትሪው ሙሉ በሙሉ እንደሞላ ይቆጠራል.

ምስል 2. የሊቲየም ባትሪ መሙላት ባህሪይ ኩርባ

1.4 አነስተኛ የመልቀቂያ ቮልቴጅ

ዝቅተኛው የማፍሰሻ ቮልቴጅ በተቆራረጠ የቮልቴጅ ቮልቴጅ ሊገለጽ ይችላል, ይህም ብዙውን ጊዜ የኃይል መሙያው ሁኔታ 0% በሚሆንበት ጊዜ ቮልቴጅ ነው. ይህ የቮልቴጅ ዋጋ ቋሚ እሴት አይደለም, ነገር ግን በጭነት, በሙቀት, በእርጅና ዲግሪ ወይም በሌሎች ሁኔታዎች ለውጦች.

1.5 ሙሉ በሙሉ መፍሰስ

የባትሪው ቮልቴጅ ከዝቅተኛው የቮልቴጅ ቮልቴጅ ያነሰ ወይም እኩል ከሆነ, ሙሉ በሙሉ ፈሳሽ ተብሎ ሊጠራ ይችላል.

1.6 የመሙያ እና የመልቀቂያ መጠን (ሲ-ተመን)

የኃይል መሙያ ፍጥነቱ ከባትሪው አቅም አንፃር የኃይል መሙያ ጅረት መግለጫ ነው። ለምሳሌ, 1C ለአንድ ሰዓት ያህል ለማስወጣት ጥቅም ላይ የሚውል ከሆነ, በትክክል, ባትሪው ሙሉ በሙሉ ይወጣል. የተለያዩ የክፍያ እና የመልቀቂያ መጠኖች የተለያዩ ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል አቅምን ያስከትላሉ። በአጠቃላይ፣ የኃይል መሙያ-ፍሳሽ መጠን በጨመረ መጠን ያለው አቅም አነስተኛ ይሆናል።

1.7 ዑደት ሕይወት

የዑደቶች ብዛት ባትሪው ሙሉ ለሙሉ መሙላት እና መሙላት የፈፀመበት ጊዜ ነው, ይህም ከትክክለኛው የመልቀቂያ አቅም እና የንድፍ አቅም ሊገመት ይችላል. የተጠራቀመ የመልቀቂያ አቅም ከዲዛይን አቅም ጋር እኩል በሚሆንበት ጊዜ ሁሉ የዑደቶች ብዛት አንድ ጊዜ ነው. ብዙውን ጊዜ ከ 500 የኃይል መሙያ ዑደቶች በኋላ ፣ ሙሉ በሙሉ የተሞላ የባትሪ አቅም በ 10% ~ 20% ይቀንሳል።

ምስል 3. በዑደቶች ብዛት እና በባትሪ አቅም መካከል ያለው ግንኙነት

1.8 ራስን ማጥፋት

የሙቀት መጠኑ ሲጨምር የሁሉንም ባትሪዎች እራስን ማፍሰስ ይጨምራል. እራስን ማፍሰስ በመሠረቱ የማምረቻ ጉድለት አይደለም, ነገር ግን የባትሪው ራሱ ባህሪያት. ይሁን እንጂ በማምረት ሂደት ውስጥ ተገቢ ያልሆነ አያያዝም የራስ-ፈሳሽ መጨመር ሊያስከትል ይችላል. ባጠቃላይ በባትሪ ሙቀት ውስጥ በእያንዳንዱ 10 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የራስ-ፈሳሽ ፍጥነት በእጥፍ ይጨምራል። የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ወርሃዊ የራስ-ፈሳሽ 1 ~ 2% ያህል ሲሆን ፣የተለያዩ ኒኬል-ተኮር ባትሪዎች ወርሃዊ እራስ-ፈሳሽ ከ10-15% ነው።

ምስል 4. በተለያየ የሙቀት መጠን የሊቲየም ባትሪዎች የራስ-ፈሳሽ ፍጥነት አፈፃፀም

2. የባትሪ ነዳጅ መለኪያ መግቢያ

2.1 የነዳጅ መለኪያ ተግባር መግቢያ

የባትሪ አስተዳደር እንደ የኃይል አስተዳደር አካል ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል። በባትሪ አስተዳደር ውስጥ የነዳጅ መለኪያ የባትሪ አቅምን ለመገመት ሃላፊነት አለበት. መሠረታዊ ተግባሩ የቮልቴጁን ፣የኃይል መሙያውን እና የባትሪውን የሙቀት መጠን መከታተል እና የባትሪውን የኃይል መሙያ ሁኔታ (SOC) እና የባትሪውን ሙሉ የኃይል መሙያ አቅም (FCC) መገመት ነው። የባትሪውን የኃይል መሙያ ሁኔታ ለመገመት ሁለት የተለመዱ ዘዴዎች አሉ-የክፍት ዑደት የቮልቴጅ ዘዴ (ኦ.ሲ.ቪ) እና የኩሎሜትሪክ ዘዴ። ሌላው ዘዴ በ RICHTEK የተነደፈው ተለዋዋጭ የቮልቴጅ አልጎሪዝም ነው.

2.2 ክፍት የወረዳ ቮልቴጅ ዘዴ

ክፍት ዑደት የቮልቴጅ ዘዴን በመጠቀም የኤሌክትሪክ ቆጣሪውን ለመተግበር ቀላል ነው, እና ከክፍት ዑደት የቮልቴጅ ክፍያ ሁኔታ ጋር የሚዛመደውን ሰንጠረዥ በማየት ማግኘት ይቻላል. ክፍት ዑደት የቮልቴጅ መላምታዊ ሁኔታ ባትሪው ለ 30 ደቂቃዎች ያህል ሲያርፍ የባትሪው ተርሚናል ቮልቴጅ ነው.

በተለያየ ጭነት, የሙቀት መጠን እና የባትሪ እርጅና, የባትሪው የቮልቴጅ ኩርባ የተለየ ይሆናል. ስለዚህ, አንድ ቋሚ ክፍት-የወረዳ voltmeter ሙሉ በሙሉ ክፍያ ሁኔታ ሊወክል አይችልም; ሰንጠረዡን ብቻውን በማየት የክፍያውን ሁኔታ መገመት አይቻልም. በሌላ አነጋገር, የክፍያው ሁኔታ የሚገመተው ጠረጴዛውን በማየት ብቻ ከሆነ, ስህተቱ በጣም ትልቅ ይሆናል.

የሚከተለው ምስል እንደሚያሳየው ተመሳሳይ የባትሪ ቮልቴጅ በኃይል መሙላት እና በመልቀቅ ላይ ነው, እና በክፍት ዑደት የቮልቴጅ ዘዴ የተገኘው የክፍያ ሁኔታ በጣም የተለየ ነው.

ምስል 5. በመሙላት እና በመሙላት ላይ ያለው የባትሪ ቮልቴጅ

ከታች ያለው ምስል እንደሚያሳየው የመክፈያ ሁኔታ በሚለቀቅበት ጊዜ በተለያየ ጭነት ውስጥ በጣም ይለያያል. ስለዚህ በመሠረቱ, ክፍት ዑደት የቮልቴጅ ዘዴ ለክፍያው ሁኔታ ትክክለኛነት ዝቅተኛ መስፈርቶች ላላቸው ስርዓቶች ብቻ ተስማሚ ነው, ለምሳሌ በእርሳስ-አሲድ ባትሪዎች ወይም በመኪናዎች ውስጥ የማይቋረጥ የኃይል አቅርቦቶች.

ምስል 6. በሚለቁበት ጊዜ የባትሪ ቮልቴጅ በተለያየ ጭነት

2.3 Coulomb የመለኪያ ዘዴ

የኩሎምብ የመለኪያ ዘዴ ኦፕሬቲንግ መርህ በባትሪው ባትሪ መሙያ/በመሙያ መንገድ ላይ የማወቂያ ተከላካይ ማገናኘት ነው። ኤዲሲው ቮልቴጅን በመለየት ተቃዋሚው ላይ ይለካል እና ወደሚሞላው ወይም ወደሚወጣው የባትሪ ዋጋ ይለውጠዋል። የእውነተኛ ጊዜ ቆጣሪ (RTC) ምን ያህል ኩሎምቦች እንደሚፈሱ ለማወቅ የአሁኑን ዋጋ ከጊዜ ጋር ማዋሃድ ያቀርባል።

ምስል 7. የ Coulomb መለኪያ ዘዴ መሰረታዊ የስራ ዘዴ

የኩሎምብ የመለኪያ ዘዴ በመሙላት ወይም በመሙላት ጊዜ የእውነተኛ ጊዜ የክፍያ ሁኔታን በትክክል ማስላት ይችላል። በቻርጅ ኮሎምብ ቆጣሪ እና በማፍሰሻ ኩሎምብ ቆጣሪ የቀረውን አቅም (RM) እና ሙሉ የኃይል መሙያ አቅም (FCC) ማስላት ይችላል። በተመሳሳይ ጊዜ, የቀረውን አቅም (RM) እና ሙሉ የመሙላት አቅም (FCC) እንዲሁም የክፍያውን ሁኔታ ለማስላት ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል (SOC = RM / FCC). በተጨማሪም, እንደ የኃይል መሟጠጥ (TTE) እና ሙሉ ኃይል (TTF) የቀረውን ጊዜ ሊገምት ይችላል.

ምስል 8. የ Coulomb መለኪያ ዘዴ ስሌት ቀመር

በ Coulomb መለኪያ ዘዴ ትክክለኛነት ላይ ልዩነቶችን የሚያስከትሉ ሁለት ዋና ዋና ነገሮች አሉ. የመጀመሪያው በወቅታዊ ዳሳሽ እና በኤዲሲ መለኪያ ላይ የማካካሻ ስህተቶች መከማቸት ነው። ምንም እንኳን አሁን ካለው ቴክኖሎጂ ጋር ያለው የመለኪያ ስህተት አሁንም ትንሽ ቢሆንም, ለማስወገድ ጥሩ መንገድ ከሌለ, ስህተቱ ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ ይሄዳል. ከታች ያለው ምስል እንደሚያሳየው በተግባራዊ ትግበራዎች, በጊዜ ቆይታ ውስጥ ምንም እርማት ከሌለ, የተጠራቀመ ስህተት ያልተገደበ ነው.

ምስል 9. የ Coulomb መለኪያ ዘዴ ድምር ስህተት

የተጠራቀመውን ስህተት ለማስወገድ በተለመደው የባትሪ አሠራር ውስጥ ሦስት ሊሆኑ የሚችሉ የጊዜ ነጥቦች አሉ-የክፍያ ማብቂያ (ኢኦኮ), የመልቀቂያ መጨረሻ (EOD) እና እረፍት (ዘና ይበሉ). የመሙያ ማብቂያ ሁኔታ ሲደርስ, ባትሪው ሙሉ በሙሉ ተሞልቷል እና የኃይል መሙያ ሁኔታ (SOC) 100% መሆን አለበት. የመልቀቂያው ማብቂያ ሁኔታ ማለት ባትሪው ሙሉ በሙሉ ተለቅቋል እና የኃይል መሙያ ሁኔታ (SOC) 0% መሆን አለበት; ፍፁም የቮልቴጅ ዋጋ ሊሆን ይችላል ወይም ከጭነቱ ጋር ይለዋወጣል. ወደ ማረፊያው ሁኔታ ሲደርስ, ባትሪው አይሞላም ወይም አይወጣም, እና በዚህ ሁኔታ ውስጥ ለረጅም ጊዜ ይቆያል. ተጠቃሚው የኩሎምብ መለኪያ ዘዴን ስህተት ለማስተካከል የባትሪውን የቀረውን ሁኔታ ለመጠቀም ከፈለገ በዚህ ጊዜ ክፍት-የወረዳ ቮልቲሜትር ጥቅም ላይ መዋል አለበት. ከዚህ በታች ያለው ምስል እንደሚያሳየው የክፍያው ስህተት ከላይ በተጠቀሰው ሁኔታ ሊስተካከል ይችላል.

ምስል 10. የ Coulomb መለኪያ ዘዴ ድምር ስህተትን ለማስወገድ ሁኔታዎች

የኩሎምብ የመለኪያ ዘዴ ትክክለኛነት መዛባትን የሚያመጣው ሁለተኛው ዋና ምክንያት ሙሉ የኃይል መሙያ አቅም (FCC) ስህተት ነው, ይህም በባትሪ ዲዛይን አቅም ዋጋ እና በእውነተኛው የባትሪው ሙሉ አቅም መካከል ያለው ልዩነት ነው. ሙሉ የመሙላት አቅም (FCC) በሙቀት፣ በእርጅና፣ በጭነት እና በሌሎች ነገሮች ተጽዕኖ ይኖረዋል። ስለዚህ የሙሉ የመሙላት አቅምን እንደገና መማር እና ማካካሻ ዘዴ ለኮሎምብ መለኪያ ዘዴ በጣም አስፈላጊ ነው. የሚከተለው ምስል የሙሉ የኃይል መሙያ አቅም ሲገመት እና ሲገመገም የመሙያ ስህተት ሁኔታን አዝማሚያ ያሳያል።

ምስል 11. የሙሉ ኃይል መሙላት አቅም ሲገመት እና ሲገመገም የስህተት አዝማሚያ

2.4 ተለዋዋጭ የቮልቴጅ አልጎሪዝም የነዳጅ መለኪያ

ተለዋዋጭ የቮልቴጅ አልጎሪዝም የነዳጅ መለኪያ በባትሪው ቮልቴጅ ላይ ብቻ በመመርኮዝ የሊቲየም ባትሪ መሙላት ሁኔታን ማስላት ይችላል. ይህ ዘዴ በባትሪው ቮልቴጅ እና በባትሪው ክፍት ዑደት ቮልቴጅ መካከል ባለው ልዩነት ላይ በመመርኮዝ የክፍያውን ሁኔታ መጨመር ወይም መቀነስ መገመት ነው. የተለዋዋጭ የቮልቴጅ መረጃ የ SOC (%) ሁኔታን ለመወሰን የሊቲየም ባትሪውን ባህሪ በትክክል መምሰል ይችላል, ነገር ግን ይህ ዘዴ የባትሪውን አቅም ዋጋ (mAh) መገመት አይችልም.

የእሱ ስሌት ዘዴ በባትሪ ቮልቴጅ እና በክፍት ዑደት ቮልቴጅ መካከል ባለው ተለዋዋጭ ልዩነት ላይ የተመሰረተ ነው, እያንዳንዱን ጭማሪ ወይም መቀነስ የክፍያ ሁኔታን ለማስላት ተደጋጋሚ ስልተ ቀመር በመጠቀም የክፍያውን ሁኔታ ለመገመት. የኩሎምብ መለኪያ ነዳጅ መለኪያ መፍትሄ ጋር ሲነጻጸር, ተለዋዋጭ የቮልቴጅ አልጎሪዝም የነዳጅ መለኪያ በጊዜ እና በአሁን ጊዜ ስህተቶችን አያከማችም. Coulomb የመለኪያ ነዳጅ መለኪያዎች በአሁኑ ጊዜ የመዳሰሻ ስህተቶች እና የባትሪ እራስን በማፍሰስ ምክንያት ስለ ክፍያው ሁኔታ ትክክለኛ ያልሆነ ግምት ያስከትላሉ። ምንም እንኳን አሁን ያለው የመዳሰሻ ስህተት በጣም ትንሽ ቢሆንም የኩሎምብ ቆጣሪ ስህተቱን መከማቸቱን ይቀጥላል, እና የተከማቸ ስህተት ሊወገድ የሚችለው ሙሉ በሙሉ ሲሞላ ወይም ሙሉ በሙሉ ሲወጣ ብቻ ነው.

ተለዋዋጭ የቮልቴጅ አልጎሪዝም የነዳጅ መለኪያ የባትሪውን የመሙላት ሁኔታ በቮልቴጅ መረጃ ብቻ ይገመታል; በባትሪው ወቅታዊ መረጃ ስላልተገመተ, ስህተቶችን አያከማችም. የክፍያ ሁኔታን ትክክለኛነት ለማሻሻል ተለዋዋጭ የቮልቴጅ አልጎሪዝም ትክክለኛ መሣሪያን መጠቀም ያስፈልገዋል, እና ሙሉ በሙሉ ሲሞላ እና ሙሉ በሙሉ በሚለቀቅበት ጊዜ የተመቻቸ ስልተ ቀመር በትክክለኛው የባትሪ ቮልቴጅ ጥምዝ መሰረት ያስተካክሉ.

ምስል 12. የተለዋዋጭ የቮልቴጅ አልጎሪዝም የነዳጅ መለኪያ አፈፃፀም እና ማመቻቸት

የሚከተለው በተለዋዋጭ የቮልቴጅ ስልተ-ቀመር በተለያዩ የመልቀቂያ ፍጥነት ሁኔታዎች ውስጥ አፈጻጸም ነው. የመክፈያው ሁኔታ ጥሩ ትክክለኛነት እንዳለው ከሥዕሉ ላይ ማየት ይቻላል. የ C/2 ፣ C/4 ፣ C/7 እና C/10 የመልቀቂያ ሁኔታዎች ምንም ቢሆኑም ፣ የዚህ ዘዴ አጠቃላይ የክፍያ ሁኔታ ከ 3% በታች ነው።

ምስል 13. በተለዋዋጭ የቮልቴጅ ስልተ-ቀመር በተለያዩ የመልቀቂያ ፍጥነት ሁኔታዎች ውስጥ ያለው የክፍያ ሁኔታ አፈፃፀም

ከዚህ በታች ያለው ምስል ባትሪው በአጭር ጊዜ ሲሞላ እና ሲወጣ ያለውን የኃይል መሙያ ሁኔታ አፈጻጸም ያሳያል። የክፍያው ሁኔታ አሁንም በጣም ትንሽ ነው, እና ከፍተኛው ስህተት 3% ብቻ ነው.

ምስል 14. ባትሪው በአጭር ጊዜ ሲሞላ እና በአጭር ጊዜ ሲሞላው የተለዋዋጭ የቮልቴጅ አልጎሪዝም ክፍያ ሁኔታ አፈፃፀም

የ Coulomb የመለኪያ ነዳጅ መለኪያ አብዛኛውን ጊዜ የአሁኑን የመዳሰሻ ስህተቶች እና የባትሪ እራስን በማፍሰስ ምክንያት ትክክለኛ ያልሆነ የክፍያ ሁኔታን ከሚያመጣበት ሁኔታ ጋር ሲነጻጸር, ተለዋዋጭ የቮልቴጅ ስልተ ቀመር በጊዜ እና በአሁን ጊዜ ስህተቶችን አያከማችም, ይህ ትልቅ ጥቅም ነው. ስለ ቻርጅ/ፍሳሽ ወቅታዊ መረጃ ስለሌለ፣ ተለዋዋጭ የቮልቴጅ ስልተ ቀመር ደካማ የአጭር ጊዜ ትክክለኛነት እና የዘገየ ምላሽ ጊዜ አለው። በተጨማሪም, ሙሉውን የኃይል መሙያ አቅም መገመት አይችልም. ይሁን እንጂ የረጅም ጊዜ ትክክለኛነትን በተመለከተ ጥሩ ውጤት ያስገኛል, ምክንያቱም የባትሪው ቮልቴጅ ውሎ አድሮ የኃይል መሙያውን ሁኔታ በቀጥታ ስለሚያንጸባርቅ ነው.