Η θεωρία της φόρτισης και εκφόρτισης λιθίου & ο σχεδιασμός της μεθόδου υπολογισμού ηλεκτρικής ενέργειας
2.4 Μετρητής ηλεκτρικής ενέργειας με αλγόριθμο δυναμικής τάσης
Το κουλόμετρο αλγόριθμου δυναμικής τάσης μπορεί να υπολογίσει την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας λιθίου μόνο σύμφωνα με την τάση της μπαταρίας.Αυτή η μέθοδος εκτιμά την αύξηση ή τη μείωση της κατάστασης φόρτισης ανάλογα με τη διαφορά μεταξύ της τάσης της μπαταρίας και της τάσης ανοιχτού κυκλώματος της μπαταρίας.Οι πληροφορίες δυναμικής τάσης μπορούν να προσομοιώσουν αποτελεσματικά τη συμπεριφορά της μπαταρίας λιθίου και στη συνέχεια να καθορίσουν το SOC (%), αλλά αυτή η μέθοδος δεν μπορεί να εκτιμήσει την τιμή χωρητικότητας της μπαταρίας (mAh).
Η μέθοδος υπολογισμού του βασίζεται στη δυναμική διαφορά μεταξύ της τάσης της μπαταρίας και της τάσης ανοιχτού κυκλώματος, χρησιμοποιώντας τον επαναληπτικό αλγόριθμο για τον υπολογισμό κάθε αύξησης ή μείωσης της κατάστασης φόρτισης, για την εκτίμηση της κατάστασης φόρτισης.Σε σύγκριση με τη λύση μέτρησης coulomb, το κουλομετρικό αλγόριθμο δυναμικής τάσης δεν θα συσσωρεύει σφάλματα με το χρόνο και το ρεύμα.Το κουλομετρικό κουλόμετρο έχει συνήθως ανακριβή εκτίμηση της κατάστασης φόρτισης λόγω σφάλματος ανίχνευσης ρεύματος και αυτοεκφόρτισης μπαταρίας.Ακόμα κι αν το τρέχον σφάλμα ανίχνευσης είναι πολύ μικρό, ο μετρητής coulomb θα συνεχίσει να συσσωρεύει το σφάλμα και το συσσωρευμένο σφάλμα μπορεί να εξαλειφθεί μόνο μετά από πλήρη φόρτιση ή πλήρη αποφόρτιση.
Αλγόριθμος δυναμικής τάσης Ο μετρητής ηλεκτρικής ενέργειας εκτιμά την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας μόνο από τις πληροφορίες τάσης.Επειδή δεν υπολογίζεται από τις τρέχουσες πληροφορίες της μπαταρίας, δεν θα συσσωρεύσει σφάλματα.Για να βελτιωθεί η ακρίβεια της κατάστασης φόρτισης, ο αλγόριθμος δυναμικής τάσης πρέπει να χρησιμοποιήσει μια πραγματική συσκευή για να προσαρμόσει τις παραμέτρους ενός βελτιστοποιημένου αλγορίθμου σύμφωνα με την πραγματική καμπύλη τάσης μπαταρίας υπό την προϋπόθεση πλήρους φόρτισης και πλήρους εκφόρτισης.
Εικόνα 12. Απόδοση αλγορίθμου δυναμικής τάσης μετρητής ηλεκτρικής ενέργειας και βελτιστοποίηση απολαβής
Ακολουθεί η απόδοση του αλγορίθμου δυναμικής τάσης υπό διαφορετικούς ρυθμούς εκφόρτισης.Από το σχήμα φαίνεται ότι η ακρίβεια της κατάστασης φόρτισης είναι καλή.Ανεξάρτητα από τις συνθήκες εκφόρτισης των C/2, C/4, C/7 και C/10, το συνολικό σφάλμα SOC αυτής της μεθόδου είναι μικρότερο από 3%.
Σχήμα 13. Κατάσταση φόρτισης αλγόριθμου δυναμικής τάσης υπό διαφορετικούς ρυθμούς εκφόρτισης
Το παρακάτω σχήμα δείχνει την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας υπό την κατάσταση βραχείας φόρτισης και βραχείας εκφόρτισης.Το σφάλμα κατάστασης φόρτισης εξακολουθεί να είναι πολύ μικρό και το μέγιστο σφάλμα είναι μόνο 3%.
Εικόνα 14. Η κατάσταση φόρτισης του αλγόριθμου δυναμικής τάσης σε περίπτωση βραχείας φόρτισης και βραχείας εκφόρτισης μπαταρίας
Σε σύγκριση με το κουλόμετρο μέτρησης coulomb, το οποίο συνήθως προκαλεί ανακριβή κατάσταση φόρτισης λόγω σφάλματος ανίχνευσης ρεύματος και αυτοεκφόρτισης της μπαταρίας, ο αλγόριθμος δυναμικής τάσης δεν συσσωρεύει σφάλματα με το χρόνο και το ρεύμα, κάτι που αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα.Επειδή δεν υπάρχουν πληροφορίες ρεύματος φόρτισης/εκφόρτισης, ο αλγόριθμος δυναμικής τάσης έχει χαμηλή βραχυπρόθεσμη ακρίβεια και αργό χρόνο απόκρισης.Επιπλέον, δεν μπορεί να εκτιμήσει την πλήρη χωρητικότητα φόρτισης.Ωστόσο, αποδίδει καλά σε μακροπρόθεσμη ακρίβεια, επειδή η τάση της μπαταρίας θα αντικατοπτρίζει τελικά άμεσα την κατάσταση φόρτισής της.
Ώρα ανάρτησης: Φεβ-21-2023