Автор: Iflowpower – Доставчик на преносими електроцентрали
След появата на мобилния телефон акумулаторната батерия и свързаната с нея индикация за мощност се превърнаха в неразделна част от нашето информационно общество. За нас те са също толкова важни, колкото и индикаторът за автомобилното гориво, който е играл важна употреба през последните 100 години. Единствената разлика е, че водачът не може да толерира неточна инструкция за гориво, докато потребителите на мобилни телефони искат да получат висока точност.
Индикатор за мощност с висока разделителна способност. След като многото технически проблеми бяха решени, докато през 1997 г. литиево-йонната батерия започна масово производство. Тъй като може да се достави най-висока енергийна плътност (обемна плътност и плътност на тегло), те се използват широко в различни системи от мобилни телефони до електрически превозни средства.
Литиево-йонните батерии имат някои ключови характеристики, които влияят на мощността, пакетът батерии трябва да съдържа различни защитни механизми за предотвратяване на презареждане на батерията, дълбоко разреждане или обратна връзка. Тъй като литиевият елемент е много активен, съществува потенциален риск от експлозия, така че литиево-йонната батерия не е изложена на среда с висока температура. Анодът на литиево-йонната батерия е съставен от карбид, а катодът е съставен от метален оксид и литият се добавя към най-малкия метод за влошаване на решетката.
Този процес се нарича имплантиране. Металният литий ще има силна реакция с водата, така че литиево-йонната батерия използва нетечна органична литиева сол като електролит. Когато зареждате литиево-йонната батерия, литиевият атом се предава към анода от електролит по електролит.
Капацитет на батерията Батерията е най-важният параметър (с изключение на напрежението) е капацитетът, единицата е mAh (MAH), нейното значение е максималното количество мощност, доставяна от батерията. Капацитетът на значението на производителя е стойността на батерията при определени условия на разреждане, но батерията ще се промени, след като батерията бъде изнесена. Капацитетът на батерията е свързан с температурата на батерията (фиг.
1), а най-горната крива показва процеса на постоянен ток постоянно налягане при различни температури при различни температури. Както може да се види от кривата, батерията може да бъде заредена с 20% от батерията при по-високи температури в сравнение с данните за зареждане при -20 ° C. Двете криви под Фигура 1 показват, че температурата се влияе повече от температурата и тези криви показват пълна батерия за разреждане на оставащото електричество при два различни тока на разреждане, от тези два. Кривата може да се види, че остатъчният капацитет на батерията е свързан с тока на разреждане.
При дадена температура и скорост на разреждане капацитетът на литиево-йонната батерия, който може да се получи, е разликата между най-горната крива и долната съответстваща крива. Следователно, когато ниска температура или голям ток се разрежда, капацитетът на литиево-йонната батерия ще бъде значително намален. При ниски температури или голям ток на разреждане, оставащият заряд на батерията е голям и може да се разреди при по-малък ток при същата температура.
Поради смесените примеси в електролита има нежелана химическа реакция вътре в батерията, което води до загуба на електричество. Типичният коефициент на саморазреждане на обичайния тип батерия при стайна температура е показан в таблица 1. Скоростта на химическата реакция се влияе от температурата, така че саморазреждането е свързано с температурата.
По отношение на различните видове батерии, саморазреждането може да се моделира с паралелно съпротивление, консумиращо ток на утечка. Капацитетът на батерията намалява с новия брой зареждания и разреждания, което се определя количествено като експлоатационен живот, т.е. батерия, преди капацитетът й да падне до 80% от първоначалния капацитет от 80%, разреждане. Типичните литиево-йонни батерии имат експлоатационен живот от 300 ~ 500 зареждания/разреждания.
Животът на литиево-йонната батерия също се влияе от времето, независимо дали капацитетът й започва постепенно да намалява след фабриката. При 25 ° C този ефект може да доведе до загуба на 20% на година при напълно заредена батерия; загуба от 35% при 40 ° C. За батерията, която не е напълно заредена, този процес на стареене е по-бавен: 25 ° C, остатъчните 40% батерия се губят годишно с около 4% от количеството електроенергия.
Ръководството за данни на батерията определя кривата на разряда при определени условия, едно от които влияе върху напрежението на батерията е токът на натоварване. Въпреки това, товарният ток не може да бъде моделиран чрез обикновено съпротивление на източника, тъй като съпротивлението зависи от други параметри, като стареене на батерията и нива на електричество. В сравнение с оригиналната батерия, презареждаемата литиево-йонна батерия показва много плоска крива на разреждане.
Разработчиците на системи предпочитат тази функция, тъй като напрежението, доставяно от батерията, е съществено непроменено. Въпреки това, с разреждането на батерията, напрежението на батерията е почти свързано с оставащата мощност. Простото не е равно на „пряк път“ за определяне на наличната мощност на батерията, като първо се изисква прост метод за откриване, веригата за откриване консумира само следи от консумация на енергия, което позволява на потребителя да изчисли нивото на електричество от напрежението на батерията (идеално).
Въпреки това, тъй като няма ясна връзка между напрежението и електричеството, резултатите от откриването на захранването на напрежението на батерията могат да бъдат ненадеждни. В допълнение, напрежението на батерията също зависи от температурата и динамичния ефект на освобождаване (което прави крайното напрежение леко бавно) при понижаване на тока на натоварване. Следователно простият метод за откриване на напрежение е трудно да се гарантира, че точността на мониторинг на мощността е по-висока от 25%.
Относителното ниво на мощност често се нарича състояние на зареждане (SOC), отнасящо се до съотношението между оставащата мощност и капацитета на батерията. Определянето на този параметър е да се следи притока, изтичането на количеството заряд - така нареченият метод "coulombometer". Действителният кулон се постига чрез акумулиране на тока, изтичащ и излизащ от батерията.
Когато токът се измерва с ADC с висока разделителна способност, обикновено се използва последователно малко съпротивление с малко съпротивление и анод на батерията. Тъй като функционалната връзка между SOC на батерията и някои от параметрите, споменати по-горе, капацитетът на батерията трябва да се определи от съответния опит. Понастоящем няма модел за подробен анализ (с достатъчна точност) за изчисляване на капацитета при специфични работни условия (като температура, заряд, ток и др.
). Теоретичният модел е подходящ само за определяне на условия, за да се получат относителни нива на зареждане, тези модели се използват за специфични условия и цялостно калибриране. За да се постигне достатъчно висока точност на измерване на мощността, параметрите на модела трябва непрекъснато да се калибрират - използвайки така наречения режим на "обучение" на мощността, с кулон, този метод може да направи точността на измерване на мощността до няколко процентни пункта.
Електрически метод за измерване Относно акумулаторните батерии в различни типове, конфигурация и приложения, съвременните интегрални схеми могат да определят техния SOC. Въпреки че консумират малко количество захранване (режим на консумация 60 mA, консумация в режим на заспиване е 1 mA), тези чипове все пак могат да постигнат по-висока точност. Електрическият квантиметър е разделен на три типа (Таблица 2), тъй като литиево-йонната батерия е предпочитаният избор за повечето приложения, което е пример за веригата за измерване на мощността на литиево-йонна и литиево-полимерна батерия.
Coulombau, известен също като монитор на батерията, преобразуване за измерване, броене и параметри на батерията, включително електричество, температура, напрежение, номер на зареждане и др. Coulombia не може да измерва променливи, няма интелигентност. DS2762 в този тип чип съдържа високопрецизни 25MΩ набъбнали резистори, може също така да следи температурата, напрежението и тока на батерията, комуникира през 1-Wire шина, позволявайки на батерията или микроконтролера в батерията или хост системата да чете всички данни.
Можете да създадете гъвкава система с ниски разходи, но трябва да имате значителни основни познания и да направите определена развойна работа, софтуерът, моделите и поддръжката, предоставени от доставчици на IC, могат да намалят разходите за разработка. Друг метод е да се използва електромерът за изчисляване на качеството, който може да извършва измервания на електроенергия с алгоритми за обучение и всички необходими измервания. Интелигентните батерии обикновено използват измерватели на мощността, за да извършват автоматично наблюдение, като използват по-малко развойна работа, необходима за използване на интегрирани измерватели на мощност, спомагат за съкращаване на времето за изброяване на продукти.
DS2780 е напълно интегриран измервател на мощността, който позволява на хоста да чете SOC през 1-Wire шина и доставя необходимата верига за безопасност за литиево-йонна батерия. Друг вариант е да се използва програмируем електромер, който включва микроконтролер, който може да осигури значителна гъвкавост. Например MAX1781, вътрешна интеграция на RISC ядро, E2PROM и RAM.
Разработчиците могат да постигнат моделиране на батерията, програмиране на електромера и необходимите измервания. Проста, точна индикация на SOC може да бъде реализирана от вътрешно LED устройство. Заключение Влияно от множество взаимосвързани параметри, измерването на количеството електричество на акумулаторните батерии се превръща в сложна задача.
Простото измерване не може да даде точни резултати, приложимо е само за някои маловажни приложения. Чрез използването на готовия електромер може да се постигне високо прецизно и надеждно отчитане на електроенергията.