5.4.3.3 Вычисление сопротивления
Знание сопротивления каждой ячейки в пакете может быть полезно для следующих двух вещей:
• Для компенсации IR падения на ячейке
• Как один из параметров, для оценки SOH(работоспособности).
Сопротивление может быть рассчитано как наклон линии между двумя точками напряжений ячейки по отношению к токовой кривой ячейки (рисунок 5.58). Если ток в батарее изменяется значительно, то BMS может измерить напряжения для двух уровней тока батареи, и вычислить сопротивление как:
R = (V1 − V2) / (I2 − I1)
Обратите внимание на изменение значения напряжений по сравнению с токовыми значениями.
Напряжение начинает падать, как только начинает расти ток(Ток разряда принят за положительное направление тока). Этот метод работает точно также, если одна из точек в 0 тока, в то время как другая может быть снята под током нагрузки.
5.4.3.4 Полная ёмкость
Знать фактическую ёмкость пакета полезно для двух вещей:
• Для преобразования DOD в SOC;
• И как один из параметров, для оценки SOH.
Фактическая ёмкость может быть измерена непосредственно, если при полном её заряде(когда зарядный ток равен 0) разрядить её до нуля (используя IR компенсацию обеспечить очень маленький разрядный ток, чтобы полностью разрядить батарею), и это обеспечить за достаточно короткий промежуток времени что ошибка из-за смещения в датчик тока, интегрированная в DOD, была относительно мала. В этом случае фактическая ёмкость - DOD в конце разряда (рисунок 5.59). Конечно, фактическую ёмкость можно также измерить при заряде батареи, от полностью разряженной до полного её заряда.
Простой определение состояния работоспособности, можно реализовать на основе простого количества циклов [Рисунок 5.60(a)]:
SOH = 100 * (1 − Age/Rated Calendar Life)
(рус) SOH = 100 * (1 - Возраст / номинальный срок службы)
В системах, которые способны измерять емкость аккумулятора, вы можете оценить SOH на основе относительной фактической емкости [Рисунок 5.60 (с)]:
SOH = 100 * (1 − Actual Capacity/Nominal Capacity)
(рус) SOH = 100 * (1 - Фактическая ёмкость / Номинальная емкость)
Некоторые системы (например, HEV) используют батарею в качестве источника питания (в отличие от источника энергии),и никогда в полной мере использовать всю энергию из батареи, следовательно,они не в состоянии измерить емкость батареи. В таких системах потеря емкости батареи несущественна, так что факт, что SOH не может быть основан на потери мощности и является спорным.
В системах, которые способны измерять сопротивление батареи, вы можете оценить SOH на основе относительного фактического сопротивления [Рисунок 5.60 (d)]:
SOH = 100 * (1 − Nominal Resistance/Actual Resistance)
(рус) SOH = 100 * (1 − Номинальное сопротивление/Фактическое сопротивление)
5.4.3.6 Диаграмма
Диаграмма процесса оценки (рисунок 5.61) показывает её сложность. В левой части три измерения: напряжение ячейки, ток батареи и температура ячейки. Справа находятся 17 параметров, которые могут быть переданы в систему. В середине являются все промежуточные параметры, показывающие различные зависимости.
5.4.4 Связь
После измерения и оценки, следующая функция BMS - связь с внешней системой, по крайней мере в целях защиты батареи, запрашивая уменьшение или прекращения тока батареи (и возможность запрашивать нагрев либо охлаждение). Измерители не реализуют эту функцию, но все другие типы цифровых BMS её выполняют.
Связь может быть через провода со специальной функцией, либо через каналы передачи данных. Провода, выделенные для определенной функции, просто использовать и диагностировать, что делает их требуемыми для прототипов, единственными и универсальными.
5.4.4.1 Выделенные каналы(Провода)
Тем не менее, BMS с множеством функций потребует больших разъемов с большим количеством контактов, и проводка к нему требует много усилий, что делает их непрактичными для устройств уровня производства. В тех случаях, опираться необходимо на каналы передачи данных.
Выделенные проводные интерфейсы могут быть разделены на два класса: цифровой (вкл - выкл) и аналоговый.
Цифровой
Цифровой проводной интерфейс, я не имею в виду просто логический интерфейс (0 и 1), но любой провод, который может быть в одном из двух состояний, такое как open and grounded.
Цифровые выходы могут быть:
• Standard CMOS логических уровней [рис 5,62 ()]: 0 вольт или 5В.
• Это может быть полезно, но не очень гибко.
• Открытый коллектор [рис 5,62 (б)] / открытым стоком [рис 5,62 (с)]: или заземленным или открытым.
• Гораздо более универсальным, так как он может быть использован для малых нагрузках (лампы реле) или диск логики входных линий (с нагрузочного резистора в 5-V питания).
• Тот факт, что этот выход по отношению к земле может быть ограничение: контуром заземления, без изоляции.
• Обычно не может обрабатывать слишком высоком напряжении (20 к 100-V максимум).
• Работает только с нагрузками постоянного тока.
• Твердотельное реле (SSR) / оптоизолятор [рис 5,62 (г)]:
• То же самое, но изолирован.
• Требуется дополнительный провод для возвращения.
• Контакты: два провода, которые являются либо обрыв или замыкание между собой механическое реле [рис 5,62 (е)].
• Это наиболее гибкий вариант, так как это может быть сделано, чтобы делать то, что все остальные выходы могут сделать.
• Может работать с AC.
Знание сопротивления каждой ячейки в пакете может быть полезно для следующих двух вещей:
• Для компенсации IR падения на ячейке
• Как один из параметров, для оценки SOH(работоспособности).
Сопротивление может быть рассчитано как наклон линии между двумя точками напряжений ячейки по отношению к токовой кривой ячейки (рисунок 5.58). Если ток в батарее изменяется значительно, то BMS может измерить напряжения для двух уровней тока батареи, и вычислить сопротивление как:
R = (V1 − V2) / (I2 − I1)
Обратите внимание на изменение значения напряжений по сравнению с токовыми значениями.
Напряжение начинает падать, как только начинает расти ток(Ток разряда принят за положительное направление тока). Этот метод работает точно также, если одна из точек в 0 тока, в то время как другая может быть снята под током нагрузки.
5.4.3.4 Полная ёмкость
Знать фактическую ёмкость пакета полезно для двух вещей:
• Для преобразования DOD в SOC;
• И как один из параметров, для оценки SOH.
Фактическая ёмкость может быть измерена непосредственно, если при полном её заряде(когда зарядный ток равен 0) разрядить её до нуля (используя IR компенсацию обеспечить очень маленький разрядный ток, чтобы полностью разрядить батарею), и это обеспечить за достаточно короткий промежуток времени что ошибка из-за смещения в датчик тока, интегрированная в DOD, была относительно мала. В этом случае фактическая ёмкость - DOD в конце разряда (рисунок 5.59). Конечно, фактическую ёмкость можно также измерить при заряде батареи, от полностью разряженной до полного её заряда.
5.4.3.5 Оценка SOH
Как мы видели (Раздел 1.4.3), оценка SOH произвольна, потому что она не измеряет определенное физическое качество. BMS может использовать комбинацию из одного или нескольких следующих параметров для оценки SOH, с произвольными параметрами по весу, чтобы оценить SOH: увеличение сопротивления ячейки, уменьшение фактической ёмкости, число циклов заряда/разряда, уровня саморазряда и теченем времени. Иногда «возможность принимать заряд» указана как один из параметров, но может быть причислено (переведено) к сопротивлению или фактической емкости, так что это не отдельный параметр.Простой определение состояния работоспособности, можно реализовать на основе простого количества циклов [Рисунок 5.60(a)]:
(рус) SOH = 100 * (1 - Возраст / номинальный срок службы)
В системах, которые способны измерять емкость аккумулятора, вы можете оценить SOH на основе относительной фактической емкости [Рисунок 5.60 (с)]:
SOH = 100 * (1 − Actual Capacity/Nominal Capacity)
(рус) SOH = 100 * (1 - Фактическая ёмкость / Номинальная емкость)
Некоторые системы (например, HEV) используют батарею в качестве источника питания (в отличие от источника энергии),и никогда в полной мере использовать всю энергию из батареи, следовательно,они не в состоянии измерить емкость батареи. В таких системах потеря емкости батареи несущественна, так что факт, что SOH не может быть основан на потери мощности и является спорным.
В системах, которые способны измерять сопротивление батареи, вы можете оценить SOH на основе относительного фактического сопротивления [Рисунок 5.60 (d)]:
SOH = 100 * (1 − Nominal Resistance/Actual Resistance)
(рус) SOH = 100 * (1 − Номинальное сопротивление/Фактическое сопротивление)
5.4.3.6 Диаграмма
Диаграмма процесса оценки (рисунок 5.61) показывает её сложность. В левой части три измерения: напряжение ячейки, ток батареи и температура ячейки. Справа находятся 17 параметров, которые могут быть переданы в систему. В середине являются все промежуточные параметры, показывающие различные зависимости.
5.4.4 Связь
После измерения и оценки, следующая функция BMS - связь с внешней системой, по крайней мере в целях защиты батареи, запрашивая уменьшение или прекращения тока батареи (и возможность запрашивать нагрев либо охлаждение). Измерители не реализуют эту функцию, но все другие типы цифровых BMS её выполняют.
Связь может быть через провода со специальной функцией, либо через каналы передачи данных. Провода, выделенные для определенной функции, просто использовать и диагностировать, что делает их требуемыми для прототипов, единственными и универсальными.
5.4.4.1 Выделенные каналы(Провода)
Тем не менее, BMS с множеством функций потребует больших разъемов с большим количеством контактов, и проводка к нему требует много усилий, что делает их непрактичными для устройств уровня производства. В тех случаях, опираться необходимо на каналы передачи данных.
Выделенные проводные интерфейсы могут быть разделены на два класса: цифровой (вкл - выкл) и аналоговый.
Цифровой
Цифровой проводной интерфейс, я не имею в виду просто логический интерфейс (0 и 1), но любой провод, который может быть в одном из двух состояний, такое как open and grounded.
Цифровые выходы могут быть:
• Standard CMOS логических уровней [рис 5,62 ()]: 0 вольт или 5В.
• Это может быть полезно, но не очень гибко.
• Открытый коллектор [рис 5,62 (б)] / открытым стоком [рис 5,62 (с)]: или заземленным или открытым.
• Гораздо более универсальным, так как он может быть использован для малых нагрузках (лампы реле) или диск логики входных линий (с нагрузочного резистора в 5-V питания).
• Тот факт, что этот выход по отношению к земле может быть ограничение: контуром заземления, без изоляции.
• Обычно не может обрабатывать слишком высоком напряжении (20 к 100-V максимум).
• Работает только с нагрузками постоянного тока.
• Твердотельное реле (SSR) / оптоизолятор [рис 5,62 (г)]:
• То же самое, но изолирован.
• Требуется дополнительный провод для возвращения.
• Контакты: два провода, которые являются либо обрыв или замыкание между собой механическое реле [рис 5,62 (е)].
• Это наиболее гибкий вариант, так как это может быть сделано, чтобы делать то, что все остальные выходы могут сделать.
• Может работать с AC.
Комментариев нет:
Отправить комментарий