ලිතියම් බැටරියක ආරෝපණ තත්ත්වය (SOC) ඇස්තමේන්තු කිරීම තාක්‍ෂණිකව දුෂ්කර ය, විශේෂයෙන් බැටරිය සම්පූර්ණයෙන්ම ආරෝපණය නොවන හෝ සම්පූර්ණයෙන්ම විසර්ජනය නොවන යෙදුම්වල. එවැනි යෙදුම් දෙමුහුන් විදුලි වාහන (HEVs) වේ. අභියෝගය පැන නගින්නේ ලිතියම් බැටරිවල ඉතා පැතලි වෝල්ටීයතා විසර්ජන ලක්ෂණ මගිනි. වෝල්ටීයතාව 70% SOC සිට 20% SOC දක්වා වෙනස් නොවේ. ඇත්ත වශයෙන්ම, උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් හේතුවෙන් වෝල්ටීයතා විචලනය විසර්ජනය හේතුවෙන් වෝල්ටීයතා විචලනයට සමාන වේ, එබැවින් SOC වෝල්ටීයතාවයෙන් ව්යුත්පන්න කිරීමට නම්, සෛල උෂ්ණත්වය සඳහා වන්දි ගෙවිය යුතුය.
තවත් අභියෝගයක් වන්නේ බැටරියේ ධාරිතාවය තීරණය වන්නේ අඩුම ධාරිතාව සහිත සෛලයේ ධාරිතාවය අනුව බැවින් SOC විනිශ්චය කළ යුත්තේ සෛලයේ පර්යන්ත වෝල්ටීයතාවය මත නොව දුර්වලම සෛලයේ පර්යන්ත වෝල්ටීයතාවය මතය. මේ සියල්ල ටිකක් අමාරුයි වගේ. එසේනම් අපි සෛලයට ගලා යන මුළු ධාරාව ප්‍රමාණය තබාගෙන එය පිටතට ගලා යන ධාරාව සමඟ සමතුලිත නොකරන්නේ මන්ද? මෙය coulometric ගණන් කිරීම ලෙස හඳුන්වන අතර ප්රමාණවත් තරම් සරල ශබ්ද, නමුත් මෙම ක්රමය සමඟ බොහෝ දුෂ්කරතා ඇත.
බැටරිපරිපූර්ණ බැටරි නොවේ. ඔබ ඔවුන් තුළට දැමූ දේ ඔවුන් කිසි විටෙකත් ආපසු ලබා නොදේ. ආරෝපණය කිරීමේදී කාන්දු වන ධාරාවක් ඇති අතර එය උෂ්ණත්වය, ආරෝපණ අනුපාතය, ආරෝපණ තත්ත්වය සහ වයසට යාම අනුව වෙනස් වේ.
බැටරියක ධාරිතාව ද විසර්ජන අනුපාතය සමඟ රේඛීය නොවන ලෙස වෙනස් වේ. විසර්ජනය වේගවත් වන තරමට ධාරිතාව අඩු වේ. 0.5C විසර්ජනයක සිට 5C විසර්ජනය දක්වා, අඩු කිරීම 15% දක්වා ඉහළ යා හැක.
බැටරිවල ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී සැලකිය යුතු ලෙස ඉහළ කාන්දු වන ධාරාවක් ඇත. බැටරියක අභ්‍යන්තර සෛල බාහිර සෛලවලට වඩා උණුසුම්ව ක්‍රියා කළ හැකි බැවින් බැටරිය හරහා සෛල කාන්දු වීම අසමාන වේ.
ධාරිතාව ද උෂ්ණත්වයේ ශ්‍රිතයකි. සමහර ලිතියම් රසායනික ද්රව්ය අනෙක් ඒවාට වඩා බලපායි.
මෙම අසමානතාවයට වන්දි ගෙවීම සඳහා, බැටරිය තුළ සෛල තුලනය භාවිතා වේ. මෙම අතිරේක කාන්දු වන ධාරාව බැටරියෙන් පිටත මැනිය නොහැක.
සෛලයේ ආයු කාලය සහ කාලයත් සමඟ බැටරි ධාරිතාව ක්‍රමයෙන් අඩු වේ.
වත්මන් මිනුමෙහි ඕනෑම කුඩා ඕෆ්සෙට් එකක් ඒකාබද්ධ වන අතර කාලයත් සමඟ විශාල සංඛ්යාවක් බවට පත් විය හැක, SOC හි නිරවද්යතාවට බරපතල ලෙස බලපායි.
සාමාන්‍ය ක්‍රමාංකනය සිදු නොකළහොත් ඉහත සියල්ල කාලයත් සමඟ නිරවද්‍යතාවයේ ප්ලාවනයකට තුඩු දෙනු ඇත, නමුත් මෙය කළ හැක්කේ බැටරිය පාහේ විසර්ජනය වූ විට හෝ ආසන්න වශයෙන් පිරී ඇති විට පමණි. HEV යෙදුම් වලදී බැටරිය ආසන්න වශයෙන් 50% ආරෝපණයකින් තබා ගැනීම වඩාත් සුදුසුය, එබැවින් මිනුම් නිරවද්‍යතාවය විශ්වාසදායක ලෙස නිවැරදි කළ හැකි එක් ක්‍රමයක් වන්නේ වරින් වර බැටරිය සම්පූර්ණයෙන්ම ආරෝපණය කිරීමයි. පිරිසිදු විද්‍යුත් වාහන නිතිපතා පූර්ණ හෝ ආසන්න වශයෙන් සම්පූර්ණ ලෙස ආරෝපණය වේ, එබැවින් කූලෝමිතික ගණනය කිරීම් මත පදනම්ව මැනීම ඉතා නිවැරදි විය හැකිය, විශේෂයෙන් වෙනත් බැටරි ගැටළු සඳහා වන්දි ලබා දෙන්නේ නම්.
Coulometric ගණන් කිරීමේදී හොඳ නිරවද්‍යතාවයක් සඳහා යතුර වන්නේ පුළුල් ගතික පරාසයක් තුළ හොඳ ධාරා හඳුනාගැනීමයි.
ධාරාව මැනීමේ සාම්ප්‍රදායික ක්රමය අපට shunt එකක් වන නමුත් ඉහළ (250A+) ධාරා සම්බන්ධ වූ විට මෙම ක්‍රම පහත වැටේ. බලශක්ති පරිභෝජනය හේතුවෙන්, shunt අඩු ප්රතිරෝධයක් අවශ්ය වේ. අඩු (50mA) ධාරා මැනීම සඳහා අඩු ප්‍රතිරෝධක shunts සුදුසු නොවේ. මෙය වහාම වඩාත්ම වැදගත් ප්රශ්නය මතු කරයි: මැනිය යුතු අවම සහ උපරිම ධාරා මොනවාද? මෙය ගතික පරාසය ලෙස හැඳින්වේ.
බැටරි ධාරිතාව 100Ahr උපකල්පනය කිරීම, පිළිගත හැකි ඒකාබද්ධ කිරීමේ දෝෂය පිළිබඳ දළ ඇස්තමේන්තුවක්.
4 Amp දෝෂයක් දිනක් තුළ දෝෂ වලින් 100% ක් හෝ 0.4A දෝෂයක් දිනකට දෝෂ වලින් 10% ක් නිපදවයි.
4/7A දෝෂයක් සතියක් ඇතුළත දෝෂ වලින් 100% ක් හෝ 60mA දෝෂයක් සතියක් ඇතුළත දෝෂ වලින් 10% ක් නිපදවයි.
4/28A දෝෂයක් මාසයක් තුළ 100% දෝෂයක් ඇති කරයි හෝ 15mA දෝෂයක් මාසයක් තුළ 10% දෝෂයක් ඇති කරයි, එය බොහෝ විට ආරෝපණය වීම හෝ සම්පූර්ණ විසර්ජනය ආසන්න වීම හේතුවෙන් නැවත ක්‍රමාංකනය නොකර අපේක්ෂා කළ හැකි හොඳම මිනුම විය හැකිය.
දැන් බලමු ධාරාව මනින shunt එක ගැන. 250A සඳහා, 1m ohm shunt එකක් ඉහළ පැත්තේ ඇති අතර 62.5W නිපදවයි. කෙසේ වෙතත්, 15mA දී එය නිපදවන්නේ මයික්‍රොවෝල්ට් 15 ක් පමණි, එය පසුබිම් ශබ්දයෙන් නැති වී යයි. ගතික පරාසය 250A/15mA = 17,000:1 වේ. 14-bit A/D පරිවර්තකයකට ශබ්දය, ඕෆ්සෙට් සහ ප්ලාවිතය තුළ සංඥාව සැබවින්ම "දකින්න" හැකි නම්, 14-bit A/D පරිවර්තකයක් අවශ්ය වේ. ඕෆ්සෙට් සඳහා වැදගත් හේතුවක් වන්නේ තාපකප්පලයෙන් ජනනය වන වෝල්ටීයතාවය සහ බිම් ලූප් ඕෆ්සෙට් ය.
මූලික වශයෙන්, මෙම ගතික පරාසය තුළ ධාරාව මැනිය හැකි සංවේදකයක් නොමැත. කම්පන සහ ආරෝපණ උදාහරණ වලින් ඉහළ ධාරා මැනීමට අධි ධාරා සංවේදක අවශ්ය වන අතර, උදාහරණයක් ලෙස, උපාංග සහ ඕනෑම ශුන්ය ධාරා තත්වයකින් ධාරා මැනීමට අඩු ධාරා සංවේදක අවශ්ය වේ. අඩු ධාරා සංවේදකය ද අධි ධාරාව "දකින" බැවින්, සන්තෘප්තිය හැර, මේවාට හානි කිරීමට හෝ දූෂිත කිරීමට නොහැකිය. මෙය වහාම shunt ධාරාව ගණනය කරයි.
විසඳුමක්
ඉතා සුදුසු සංවේදක පවුලක් විවෘත ලූප් හෝල් ආචරණය වත්මන් සංවේදක වේ. මෙම උපාංගවලට අධික ධාරා නිසා හානි සිදු නොවන අතර Raztec විසින් තනි සන්නායකයක් හරහා මිලිඇම්ප් පරාසයේ ධාරා මැනිය හැකි සංවේදක පරාසයක් නිපදවා ඇත. 100mV/AT මාරු කිරීමේ ශ්‍රිතයක් ප්‍රායෝගික වේ, එබැවින් 15mA ධාරාවක් භාවිතා කළ හැකි 1.5mV නිපදවයි. පවතින හොඳම මූලික ද්රව්ය භාවිතා කිරීමෙන්, තනි මිලිඇම්ප් පරාසයේ ඉතා අඩු ප්‍රතිනිර්මාණයක් ද ලබා ගත හැකිය. 100mV/AT දී, සංතෘප්තිය ඇම්පියර් 25 ට වඩා වැඩි වනු ඇත. අඩු ක්‍රමලේඛන ලාභය ඇත්ත වශයෙන්ම ඉහළ ධාරා සඳහා ඉඩ සලසයි.
ඉහළ ධාරා සාම්ප්‍රදායික අධි ධාරා සංවේදක භාවිතයෙන් මනිනු ලැබේ. එක් සංවේදකයක සිට තවත් සංවේදකයකට මාරු වීම සඳහා සරල තර්කනය අවශ්ය වේ.
Raztec හි නව පරාසයක හරය රහිත සංවේදක ඉහළ ධාරා සංවේදක සඳහා විශිෂ්ට තේරීමකි. මෙම උපකරණ විශිෂ්ට රේඛීයතාවයක්, ස්ථාවරත්වයක් සහ ශුන්ය හිස්ටෙරෙසිස් ලබා දෙයි. ඒවා පුළුල් පරාසයක යාන්ත්‍රික වින්‍යාස සහ ධාරා පරාසයන්ට පහසුවෙන් අනුගත විය හැකිය. විශිෂ්ඨ කාර්ය සාධනයක් සහිත නව පරම්පරාවේ චුම්බක ක්ෂේත්‍ර සංවේදක භාවිතයෙන් මෙම උපාංග ප්‍රායෝගික වේ.
සංවේදක වර්ග දෙකම අවශ්ය වන ඉතා ඉහළ ගතික පරාසයක ධාරා සමඟ සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය කළමනාකරණය කිරීම සඳහා ප්‍රයෝජනවත් වේ.
කෙසේ වෙතත්, බැටරියම නිවැරදි කූලෝම් කවුන්ටරයක් නොවන බැවින් අතිශය නිරවද්‍යතාවය අතිරික්ත වනු ඇත. තවදුරටත් නොගැලපීම් පවතින බැටරි සඳහා ආරෝපණය සහ විසර්ජනය අතර 5% ක දෝෂයක් සාමාන්‍ය වේ. මෙය මනසේ තබාගෙන, මූලික බැටරි ආකෘතියක් භාවිතා කරමින් සාපේක්ෂව සරල තාක්ෂණයක් භාවිතා කළ හැකිය. මෙම ආකෘතියට ධාරිතාව සහ ආරෝපණ/විසර්ජන චක්‍ර සමඟ වෙනස් කළ හැකි ආරෝපණ වෝල්ටීයතාවය එදිරිව ධාරිතාවය, විසර්ජන සහ ආරෝපණ ප්‍රතිරෝධයන් ඇතුළත් විය හැක. ක්ෂය වීම සහ ප්‍රතිසාධන වෝල්ටීයතා කාල නියතයන් සඳහා සුදුසු මනින ලද වෝල්ටීයතා කාල නියතයන් ස්ථාපිත කිරීම අවශ්ය වේ.
හොඳ තත්ත්වයේ ලිතියම් බැටරිවල සැලකිය යුතු වාසියක් වන්නේ ඉහළ විසර්ජන අනුපාතයකින් ඉතා කුඩා ධාරිතාවක් අහිමි වීමයි. මෙම කරුණ ගණනය කිරීම් සරල කරයි. ඒවාට ඉතා අඩු කාන්දු ධාරාවක් ද ඇත. පද්ධතිය කාන්දු වීම වැඩි විය හැක.
මෙම තාක්‍ෂණය කූලෝම් ගණන් කිරීමේ අවශ්‍යතාවයකින් තොරව, සුදුසු පරාමිතීන් ස්ථාපිත කිරීමෙන් පසු සැබෑ ඉතිරි ධාරිතාවේ ප්‍රතිශත ලකුණු කිහිපයක් ඇතුළත ආරෝපණ ඇස්තමේන්තු තත්ත්වය සක්‍රීය කරයි. බැටරිය කූලෝම් කවුන්ටරයක් බවට පත් වේ.
වත්මන් සංවේදකය තුළ ඇති දෝෂ මූලාශ්‍ර
ඉහත සඳහන් කළ පරිදි, ඕෆ්සෙට් දෝෂය කූලෝමිතික ගණනට ඉතා වැදගත් වන අතර ශුන්ය ධාරා තත්ව යටතේ සංවේදක ඕෆ්සෙට් බිංදුවට ක්‍රමාංකනය කිරීමට SOC මොනිටරය තුළ ප්‍රතිපාදන සැපයිය යුතුය. මෙය සාමාන්‍යයෙන් කළ හැක්කේ කර්මාන්තශාලා ස්ථාපනය කිරීමේදී පමණි. කෙසේ වෙතත්, ශුන්ය ධාරාව නිර්ණය කරන පද්ධති පැවතිය හැකි අතර එම නිසා ඕෆ්සෙට් ස්වයංක්‍රීයව නැවත ක්‍රමාංකනය කිරීමට ඉඩ සලසයි. ප්ලාවිතය නවාතැන් ගත හැකි බැවින් මෙය කදිම තත්ත්වයකි.
අවාසනාවකට මෙන්, සියලුම සංවේදක තාක්ෂණයන් තාප විස්ථාපන ප්ලාවිතය නිපදවන අතර වත්මන් සංවේදක ද ව්යතිරේකයක් නොවේ. මෙය විවේචනාත්මක ගුණාංගයක් බව දැන් අපට පෙනේ. Raztec හි ගුණාත්මක සංරචක සහ ප්‍රවේශමෙන් සැලසුම් කිරීම මගින්, අපි <0.25mA/K ප්ලාවිත පරාසයක් සහිත තාප ස්ථායී ධාරා සංවේදක පරාසයක් සංවර්ධනය කර ඇත. 20K උෂ්ණත්ව වෙනසක් සඳහා, මෙය 5mA ක උපරිම දෝෂයක් ඇති කළ හැකිය.
චුම්බක පරිපථයක් ඇතුළත් ධාරා සංවේදකවල දෝෂයේ තවත් පොදු ප්‍රභවයක් වන්නේ රිමෙනන්ට් චුම්බකත්වය නිසා ඇති වන හිස්ටෙරෙසිස් දෝෂයයි. මෙය බොහෝ විට 400mA දක්වා වන අතර, එවැනි සංවේදක බැටරි අධීක්ෂණය සඳහා නුසුදුසු වේ. හොඳම චුම්බක ද්රව්ය තෝරාගැනීමෙන්, Raztec මෙම ගුණය 20mA දක්වා අඩු කර ඇති අතර කාලයත් සමඟ මෙම දෝෂය ඇත්ත වශයෙන්ම අඩු වී ඇත. අඩු දෝෂයක් අවශ්ය නම්, demagnetisation හැකි නමුත් සැලකිය යුතු සංකීර්ණතාවයක් එක් කරයි.
කුඩා දෝෂයක් වන්නේ උෂ්ණත්වය සමඟ හුවමාරු ශ්‍රිත ක්‍රමාංකනයේ ප්ලාවනයයි, නමුත් ස්කන්ධ සංවේදක සඳහා මෙම බලපෑම උෂ්ණත්වය සමඟ සෛල ක්‍රියාකාරීත්වයේ ප්ලාවිතයට වඩා බෙහෙවින් කුඩා වේ.
SOC ඇස්තමේන්තු කිරීම සඳහා හොඳම ප්‍රවේශය වන්නේ ස්ථායී බරක් නොමැති වෝල්ටීයතා, IXR මගින් වන්දි ලබා දෙන සෛල වෝල්ටීයතා, කූලෝමිතික ගණන් සහ පරාමිතීන්ගේ උෂ්ණත්ව වන්දි වැනි තාක්ෂණික ක්‍රමවල එකතුවක් භාවිතා කිරීමයි. නිදසුනක් ලෙස, බරක් හෝ අඩු බරක් සහිත බැටරි වෝල්ටීයතා සඳහා SOC ඇස්තමේන්තු කිරීම මගින් දිගුකාලීන ඒකාබද්ධතා දෝෂ නොසලකා හැරිය හැක.
පසු කාලය: අගෝස්තු-09-2022