התיאוריה של טעינה ופריקה של ליתיום ותכנון שיטת חישוב החשמל
2.4 מד חשמל אלגוריתם מתח דינמי
קולומטר אלגוריתם המתח הדינמי יכול לחשב את מצב הטעינה של סוללת הליתיום רק לפי מתח הסוללה.שיטה זו מעריכה את הגידול או הירידה של מצב הטעינה בהתאם להפרש בין מתח הסוללה למתח המעגל הפתוח של הסוללה.מידע מתח דינמי יכול לדמות ביעילות את ההתנהגות של סוללת ליתיום, ולאחר מכן לקבוע את ה-SOC (%), אך שיטה זו אינה יכולה להעריך את ערך קיבולת הסוללה (mAh).
שיטת החישוב שלו מבוססת על ההבדל הדינמי בין מתח הסוללה למתח המעגל הפתוח, על ידי שימוש באלגוריתם האיטרטיבי לחישוב כל עלייה או ירידה במצב הטעינה, כדי להעריך את מצב הטעינה.בהשוואה לפתרון מדידת ה-coulomb, קולומטר אלגוריתם המתח הדינמי לא יצבור שגיאות עם הזמן והזרם.לקולומטר הקולומטרי בדרך כלל יש אומדן לא מדויק של מצב הטעינה עקב שגיאת חישת זרם ופריקה עצמית של הסוללה.גם אם שגיאת החישה הנוכחית קטנה מאוד, מונה הקולומב ימשיך לצבור את השגיאה, וניתן לבטל את השגיאה המצטברת רק לאחר טעינה מלאה או פריקה מלאה.
אלגוריתם מתח דינמי מד החשמל מעריך את מצב הטעינה של הסוללה רק ממידע המתח;מכיוון שהוא לא מוערך לפי המידע הנוכחי של הסוללה, הוא לא יצבור שגיאות.כדי לשפר את הדיוק של מצב הטעינה, אלגוריתם המתח הדינמי צריך להשתמש במכשיר בפועל כדי להתאים את הפרמטרים של אלגוריתם אופטימלי בהתאם לעקומת מתח הסוללה בפועל בתנאי טעינה מלאה ופריקה מלאה.
איור 12. ביצועים של אלגוריתם מתח דינמי מד חשמל ואופטימיזציה של רווח
להלן הביצועים של אלגוריתם מתח דינמי בקצבי פריקה שונים.ניתן לראות מהאיור שדיוק מצב הטעינה שלו טוב.ללא קשר לתנאי הפריקה של C/2, C/4, C/7 ו-C/10, שגיאת ה-SOC הכוללת של שיטה זו היא פחות מ-3%.
איור 13. מצב מטען של אלגוריתם מתח דינמי בקצבי פריקה שונים
האיור שלהלן מציג את מצב הטעינה של הסוללה במצב של טעינה קצרה ופריקה קצרה.השגיאה במצב הטעינה עדיין קטנה מאוד, והשגיאה המקסימלית היא רק 3%.
איור 14. מצב הטעינה של אלגוריתם מתח דינמי במקרה של טעינה קצרה ופריקה קצרה של הסוללה
בהשוואה לקולומטר מדידת קולומב, הגורם בדרך כלל למצב טעינה לא מדויק עקב שגיאת חישת זרם ופריקה עצמית של הסוללה, אלגוריתם מתח דינמי אינו צובר שגיאות עם הזמן והזרם, וזה יתרון גדול.מכיוון שאין מידע על זרם טעינה/פריקה, לאלגוריתם המתח הדינמי יש דיוק לקוי לטווח קצר וזמן תגובה איטי.בנוסף, הוא לא יכול להעריך את קיבולת הטעינה המלאה.עם זאת, הוא מתפקד היטב ברמת דיוק לטווח ארוך מכיוון שמתח הסוללה בסופו של דבר ישקף ישירות את מצב הטעינה שלה.
זמן פרסום: 21-2-2023