Die Theorie des Ladens und Entladens von Lithium und das Design der Elektrizitätsberechnungsmethode(3)

Die Theorie des Ladens und Entladens von Lithium und das Design der Elektrizitätsberechnungsmethode

2.4 Stromzähler mit dynamischem Spannungsalgorithmus

Das Coulometer mit dynamischem Spannungsalgorithmus kann den Ladezustand einer Lithiumbatterie nur anhand der Batteriespannung berechnen.Diese Methode schätzt die Erhöhung oder Verringerung des Ladezustands entsprechend der Differenz zwischen der Batteriespannung und der Batterie-Leerlaufspannung.Dynamische Spannungsinformationen können das Verhalten einer Lithiumbatterie effektiv simulieren und dann den SOC (%) bestimmen, aber diese Methode kann den Batteriekapazitätswert (mAh) nicht schätzen.

Seine Berechnungsmethode basiert auf der dynamischen Differenz zwischen der Batteriespannung und der Leerlaufspannung, indem der iterative Algorithmus zur Berechnung jeder Erhöhung oder Verringerung des Ladezustands verwendet wird, um den Ladezustand abzuschätzen.Im Vergleich zur Coulomb-Messlösung akkumuliert das Coulometer mit dynamischem Spannungsalgorithmus keine Fehler über Zeit und Strom.Das coulometrische Coulometer schätzt den Ladezustand aufgrund von Strommessfehlern und Selbstentladung der Batterie normalerweise ungenau ein.Selbst wenn der Stromerfassungsfehler sehr klein ist, akkumuliert der Coulomb-Zähler den Fehler weiter und der akkumulierte Fehler kann erst nach vollständiger Aufladung oder vollständiger Entladung beseitigt werden.

Dynamischer Spannungsalgorithmus Der Stromzähler schätzt den Ladezustand der Batterie nur anhand der Spannungsinformationen;Da dies nicht anhand der aktuellen Batterieinformationen geschätzt wird, kommt es nicht zu einer Fehlerakkumulation.Um die Genauigkeit des Ladezustands zu verbessern, muss der dynamische Spannungsalgorithmus ein tatsächliches Gerät verwenden, um die Parameter eines optimierten Algorithmus entsprechend der tatsächlichen Batteriespannungskurve unter der Bedingung einer vollständigen Ladung und vollständigen Entladung anzupassen.

Abbildung 12. Leistung des Stromzählers mit dynamischem Spannungsalgorithmus und Verstärkungsoptimierung

Das Folgende ist die Leistung des dynamischen Spannungsalgorithmus bei unterschiedlichen Entladeraten.Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass die Genauigkeit des Ladezustands gut ist.Unabhängig von den Entladebedingungen von C/2, C/4, C/7 und C/10 beträgt der Gesamt-SOC-Fehler dieser Methode weniger als 3 %.

Abbildung 13. Ladezustand des dynamischen Spannungsalgorithmus bei verschiedenen Entladeraten

Die folgende Abbildung zeigt den Ladezustand der Batterie bei kurzer Ladung und kurzer Entladung.Der Ladezustandsfehler ist immer noch sehr gering und der maximale Fehler beträgt nur 3 %.

Abbildung 14. Der Ladezustand des dynamischen Spannungsalgorithmus bei kurzer Ladung und kurzer Entladung der Batterie

Im Vergleich zum Coulomb-Mess-Coulometer, das aufgrund von Strommessfehlern und Selbstentladung der Batterie normalerweise zu ungenauen Ladezuständen führt, akkumuliert der dynamische Spannungsalgorithmus keine Fehler mit der Zeit und dem Strom, was ein großer Vorteil ist.Da keine Informationen zum Lade-/Entladestrom vorliegen, weist der dynamische Spannungsalgorithmus eine schlechte Kurzzeitgenauigkeit und eine langsame Reaktionszeit auf.Darüber hinaus kann die volle Ladekapazität nicht abgeschätzt werden.Die Langzeitgenauigkeit ist jedoch gut, da die Batteriespannung letztendlich direkt den Ladezustand widerspiegelt.