Đếm Coulomb

Tôi đã được hỏi về ước tính SOC nhiều lần đến mức tôi không thể đếm được. Câu hỏi thường xuất hiện khi gói của ai đó hiển thị 30% trên thước đo nhưng tắt sau hai phút. Chín trong số mười lần, nguyên nhân cốt lõi là do việc đếm Coulomb bị sai.

Coulomb Counting

Các đường đếm Coulomb nạp vào và nạp ra. Khá đơn giản trên giấy tờ. Bạn tích hợp dòng điện theo thời gian, tiếp tục kiểm đếm và việc kiểm đếm đó cho bạn biết lượng nước còn lại trong tế bào.

Dòng điện mẫu BMS-thường nằm trong khoảng từ 10 Hz đến 100 Hz tùy thuộc vào ứng dụng-và mỗi mẫu sẽ được nhân với khoảng thời gian. Thêm chúng lên. Trừ đi năng lực ban đầu của bạn. Có số SOC của bạn.

Đây là điều mà sách giáo khoa không nhấn mạnh đủ. Cảm biến hiện tại mà bạn đang dựa vào đã bù lại độ lệch. Nó có lỗi tăng. Nó có hệ số nhiệt độ. Một shunt ô tô thông thường có thể có thông số ở mức ± 0,5%, nhưng đó là trong điều kiện lý tưởng ở 25 độ. Đặt nó dưới mui xe ở Phoenix vào tháng 7 và bạn sẽ thấy những con số khác nhau.

Tôi đã làm việc trên một chương trình hybrid nhẹ 48V vào năm 2019. Chúng tôi có một shunt Vishay được đánh giá ở mức 100 μΩ. Bảng thông số đẹp. Trong phòng thí nghiệm, mọi thứ đều được theo dõi một cách hoàn hảo. Đặt nó vào một chiếc xe đang thực hiện phanh tái tạo khi dừng-và-đi lại và sau sáu giờ, SOC đã giảm 8%. Khối nhiệt của shunt không thể theo kịp sự chuyển tiếp hiện tại. Cuối cùng, chúng tôi đã thêm một cảm biến nhiệt độ chuyên dụng vào chính shunt và chạy thuật toán bù trong phần sụn BMS.

Coulomb Counting

Con này cắn người hoài. Cảm biến hiệu ứng Hall hoặc shunt của bạn có mức nhiễu nền. Có thể dưới 500 mA trên gói EV thông thường, tỷ lệ tín hiệu-trên-nhiễu sẽ giảm đi. Tuy nhiên, tế bào vẫn-tự xả. BMS vẫn đang vẽ dòng tĩnh. Các contactor bị rò rỉ.

Trong khoảng thời gian hai{0}}tuần đỗ xe, các dòng điện nhỏ này sẽ tăng lên. Tôi đã thấy các gói mất 3-4% SOC mà bộ đếm Coulomb chưa bao giờ đăng ký. Chủ nhà đi nghỉ về, máy đo hiện 85%, nhưng công suất thực tế lại gần 81%. Làm điều đó một vài lần và cửa sổ hiệu chỉnh lại của bạn sẽ không thể bắt kịp.

Một số nhóm chạy mô hình tự xả-song song. Những người khác chỉ buộc phải hiệu chỉnh lại OCV sau bất kỳ khoảng thời gian nghỉ nào trên 4 giờ. Không có câu trả lời hoàn hảo. Những người ISO 26262 sẽ hỏi bạn cách bạn xử lý vấn đề này trong FMEA của mình và tốt hơn hết bạn nên có một chiến lược được ghi lại.

Ô bạn mô tả trong quá trình phát triển không phải là ô bạn có sau 500 chu kỳ. Công suất danh nghĩa giảm xuống. Điện trở trong tăng lên. Nhưng bộ đếm Coulomb không biết điều đó trừ khi bạn nói ra.

Ví dụ: IC đo của TI-dòng BQ34-chạy tính năng theo dõi trở kháng bên trong và điều chỉnh công suất sạc đầy theo thời gian. Đó là một phương pháp tiếp cận dựa trên mô hình-được xếp chồng lên trên phương pháp đếm Coulomb cơ bản. Maxim 17205 cũng làm được điều tương tự. Đối với các thiết kế BMS tùy chỉnh, bạn đang tự xây dựng hệ thống này và nó yêu cầu dữ liệu lão hóa đã được xác thực từ thành phần hóa học tế bào cụ thể của bạn.

Các tế bào NCM hoạt động khác với LFP ở đây. LFP có mức điện áp ổn định khiến cho việc điều chỉnh dựa trên OCV{1}}gần như vô dụng trong phạm vi SOC 20-80%. Bạn đang gặp khó khăn khi dựa vào việc đếm Coulomb nhiều hơn, điều đó có nghĩa là độ chính xác cảm nhận hiện tại của bạn thậm chí còn quan trọng hơn.

Coulomb Counting

Sạc đầy là bạn của bạn. Khi điện áp chạm đến ngưỡng kết thúc và dòng điện giảm xuống dưới C/20 hoặc bất kể mức cắt của bạn là bao nhiêu, bạn sẽ đặt lại về 100%. Đơn giản. Đáng tin cậy. Hoạt động mọi lúc nếu bộ sạc và BMS của bạn đồng ý về ý nghĩa của "đầy đủ".

Cuối xả là khó khăn hơn. Ngưỡng điện áp dốc,-phụ thuộc vào nhiệt độ và bị ảnh hưởng bởi lịch sử tải gần đây. Hầu hết các hệ thống không hiệu chỉnh lại khi trống. Họ chỉ sử dụng mức sạc đầy làm điểm cố định và tin tưởng vào việc đếm ở giữa.

Một số cơ sở lưu trữ cố định tiến hành kiểm tra dung lượng định kỳ. Mỗi tháng một lần, hệ thống sẽ thực hiện xả và nạp lại toàn bộ có kiểm soát. Điều đó mang lại cho bạn sự thật cơ bản. Những người điều hành đội xe điện đôi khi cũng làm điều này. Nó gây khó chịu khi vận hành nhưng giải quyết được vấn đề trôi dạt.

Đếm Coulomb không phải là một thuật toán phức tạp. Đó là phép cộng và phép trừ với rất nhiều nguồn lỗi. Sự tinh tế nằm ở chỗ hiểu được lỗi xuất phát từ đâu và có chiến lược để hạn chế chúng.

Hãy lựa chọn đúng cảm biến hiện tại của bạn. Hiểu được hành vi nhiệt độ. Lập kế hoạch chiến lược hiệu chỉnh lại trước khi bạn viết một dòng mã. Thử nghiệm với pin thực ở nhiệt độ thực dưới cấu hình tải thực tế. Việc bố trí băng ghế với nguồn điện và tải điện tử sẽ không cho bạn thấy những vấn đề bạn sẽ gặp ở hiện trường.