Pambuka kanggo Meter Baterei

Pambuka kanggo Meter Baterei

1.1 Pambuka kanggo fungsi saka meter listrik

Manajemen baterei bisa dianggep minangka bagean saka manajemen daya. Ing manajemen baterei, meter listrik tanggung jawab kanggo ngira kapasitas baterei. Fungsi dhasare yaiku kanggo ngawasi voltase, arus pangisi daya / pangisi daya, lan suhu baterei, lan ngira-ngira status pangisian daya (SOC) lan kapasitas pangisian daya lengkap (FCC) baterei. Ana rong cara khas kanggo ngira kahanan pangisian daya baterei: metode voltase sirkuit terbuka (OCV) lan metode pangukuran Coulombic. Cara liya yaiku algoritma voltase dinamis sing dirancang dening RICHTEK.

1.2 Metode voltase sirkuit mbukak

Cara implementasine nggunakake metode voltase sirkuit terbuka kanggo meter listrik relatif gampang, lan bisa dipikolehi kanthi mriksa status voltase sirkuit terbuka sing cocog. Kondisi sing dianggep kanggo voltase sirkuit mbukak yaiku voltase terminal baterei nalika baterei ngaso watara 30 menit.

Kurva voltase baterei beda-beda gumantung saka beban, suhu, lan umur baterei. Mulane, Voltmeter sirkuit mbukak tetep ora bisa makili kahanan daya; Sampeyan ora bisa ngira-ngira status pangisian daya mung kanthi nggoleki tabel. Ing tembung liyane, yen negara pangisian daya kira-kira mung dening looking munggah Tabel, kesalahan bakal wujud.

Tokoh ing ngisor iki nuduhake yen ing voltase baterei sing padha, ana prabédan sing signifikan ing negara pangisian daya sing dipikolehi liwat metode voltase sirkuit terbuka.

        Figure 5. Tegangan baterei ing kahanan ngisi lan discharging

Minangka ditampilake ing tokoh ing ngisor iki, ana uga prabédan pinunjul ing negara pangisian daya ing kathah beda sak discharge. Dadi, cara voltase sirkuit mbukak mung cocog kanggo sistem kanthi syarat akurasi sing sithik kanggo kahanan pangisian daya, kayata mobil sing nggunakake baterei asam timbal utawa pasokan listrik sing ora bisa diganggu.

            Gambar 2. Tegangan baterei ing macem-macem beban nalika discharge

1.3 Metrologi Coulombik

Prinsip operasi metrologi Coulomb yaiku nyambungake resistor deteksi ing jalur pangisi daya / pangisi daya baterei. ADC ngukur voltase ing resistor deteksi lan ngowahi dadi nilai saiki baterei sing diisi utawa dibuwang. Counter wektu nyata (RTC) nyedhiyakake integrasi nilai saiki karo wektu kanggo nemtokake jumlah Coulomb sing mili.

               Gambar 3. Mode kerja dasar metode pengukuran Coulomb

Metrologi Coulombic kanthi akurat bisa ngetung status pangisian daya wektu nyata sajrone proses ngisi daya utawa mbuwang. Kanthi nggunakake counter Coulomb ngisi daya lan counter Coulomb sing mbukak, bisa ngetung kapasitas listrik sing isih ana (RM) lan kapasitas ngisi daya lengkap (FCC). Ing wektu sing padha, kapasitas pangisian daya sing isih ana (RM) lan kapasitas sing diisi kanthi lengkap (FCC) uga bisa digunakake kanggo ngetung status pangisian daya, yaiku (SOC=RM/FCC). Kajaba iku, iku uga bisa ngira-ngira wektu sing isih ana, kayata power depletion (TTE) lan power recharge (TTF).

                    Gambar 4. Formula Petungan kanggo Metrologi Coulomb

Ana rong faktor utama sing nyebabake penyimpangan akurasi metrologi Coulomb. Kapisan yaiku akumulasi kesalahan offset ing pangukuran saiki lan pangukuran ADC. Sanajan kesalahan pangukuran relatif cilik karo teknologi saiki, tanpa cara sing apik kanggo ngilangi, kesalahan iki bakal saya tambah suwe. Tokoh ing ngisor iki nuduhake yen ing aplikasi praktis, yen ora ana koreksi sajrone wektu, kesalahan akumulasi ora ana watesan.

              Gambar 5. Akumulasi kesalahan metode pangukuran Coulomb

Kanggo ngilangi kesalahan kumulatif, ana telung titik wektu sing bisa digunakake sajrone operasi baterei normal: End of Charge (EOC), End of Discharge (EOD), lan Rest (Relax). Nalika kondisi pungkasan pangisian daya ketemu, nuduhake yen baterei wis kebak lan State of Charge (SOC) kudu 100%. Kahanan pungkasan discharge nuduhake yen baterei wis kosong lan Status Pangisian Daya (SOC) kudu 0%; Bisa dadi nilai voltase absolut utawa bisa beda-beda karo beban. Nalika tekan negara ngaso, baterei ora kebak utawa kosong, lan tetep ing negara iki kanggo dangu. Yen pangguna pengin nggunakake status istirahat baterei kanggo mbenerake kesalahan metode coulometrik, Voltmeter sirkuit mbukak kudu digunakake ing wektu iki. Tokoh ing ngisor iki nuduhake yen negara kesalahan pangisian daya bisa didandani ing negara ndhuwur.

            Gambar 6. Kahanan kanggo Ngilangi Kesalahan Akumulasi ing Metrologi Coulombic

Faktor utama kaloro nyebabake panyimpangan akurasi metrologi Coulomb yaiku kesalahan Kapasitas Pangisian Daya Penuh (FCC), yaiku prabédan antarane kapasitas baterei sing dirancang lan kapasitas baterei sing bener. Kapasitas sing diisi kanthi lengkap (FCC) dipengaruhi dening faktor kayata suhu, tuwa, lan beban. Mula, metode pamulangan lan ganti rugi kanggo kapasitas sing diisi kebak penting kanggo metrologi Coulombic. Tokoh ing ngisor iki nuduhake fenomena tren status kesalahan pangisian daya nalika kapasitas sing diisi kebak overestimated lan underestimated.

             Figure 7: Tren kesalahan nalika kapasitas daya kebak overestimated lan underestimated

1.4 Algoritma voltase dinamis meter listrik

Algoritma voltase dinamis bisa ngetung status pangisian daya baterei lithium mung adhedhasar voltase baterei. Cara iki ngira kenaikan utawa nyuda kahanan pangisian daya adhedhasar bedane voltase baterei lan voltase sirkuit mbukak baterei. Informasi voltase dinamis bisa èfèktif simulasi prilaku baterei lithium lan nemtokake negara pangisian daya (SOC) (%), nanging cara iki ora bisa ngira nilai kapasitas baterei (mAh).

Cara pitungan kasebut adhedhasar prabédan dinamis ing antarane voltase baterei lan voltase sirkuit mbukak, lan ngira-ngira kahanan pangisian daya kanthi nggunakake algoritma iteratif kanggo ngetung saben kenaikan utawa nyuda kahanan pangisian daya. Dibandhingake karo solusi meter listrik metode Coulomb, meter listrik algoritma voltase dinamis ora nglumpukake kesalahan sajrone wektu lan saiki. Meter pangukuran Coulombic asring duwe estimasi sing ora akurat babagan kahanan pangisian daya amarga kesalahan sensing saiki lan ngeculake baterei. Sanajan kesalahan sensing saiki cilik banget, counter Coulomb bakal terus nglumpukake kesalahan, sing mung bisa diilangi sawise diisi utawa dibuwang.

Algoritma voltase dinamis digunakake kanggo ngira kahanan pangisian daya baterei mung adhedhasar informasi voltase; Amarga ora dikira adhedhasar informasi baterei saiki, ora ana akumulasi kesalahan. Kanggo nambah akurasi kahanan pangisian daya, algoritma voltase dinamis kudu nggunakake piranti nyata kanggo nyetel paramèter saka algoritma sing dioptimalake adhedhasar kurva voltase baterei nyata ing kahanan sing diisi daya lan diisi kanthi lengkap.

     Gambar 8. Kinerja Algoritma Tegangan Dinamis kanggo Meter Listrik lan Optimasi Gain

Ing ngisor iki kinerja algoritma voltase dinamis ing kahanan tingkat discharge sing beda-beda ing syarat-syarat pangisian daya. Kaya sing dituduhake ing gambar kasebut, akurasi pangisian daya kasebut apik. Preduli saka kondisi discharge saka C/2, C/4, C/7, lan C/10, negara sakabèhé kesalahan pangisian daya saka cara iki kurang saka 3%.

      Gambar 9. Kinerja Kahanan Pengisian Algoritma Tegangan Dinamis miturut Kahanan Tingkat Discharge sing Beda

Tokoh ing ngisor iki nuduhake kahanan pangisian daya baterei ing kahanan pangisian daya sing cendhak lan kahanan pangisi daya sing cendhak. Kesalahan saka negara daya isih cilik banget, lan kesalahan maksimum mung 3%.

       Gambar 10. Kinerja Kahanan Pangisian Daya Algoritma Tegangan Dinamis ing Kasus Pangisian Daya Cekak lan Cekak Baterei

Dibandhingake karo metode metering Coulomb, sing biasane nyebabake pangisian daya sing ora akurat amarga kesalahan sensing saiki lan discharge baterei, algoritma voltase dinamis ora nglumpukake kesalahan sajrone wektu lan saiki, sing dadi kauntungan utama. Amarga kurang informasi babagan ngisi daya / ngeculake arus, algoritma voltase dinamis nduweni akurasi jangka pendek sing kurang lan wektu nanggepi alon. Salajengipun, ora bisa ngira kapasitas pangisian daya lengkap. Nanging, performa apik babagan akurasi jangka panjang, amarga voltase baterei pungkasane langsung nggambarake kahanan pangisian daya.