SOC-ajautumisen ymmärtäminen

Miksi akun varausprosenttisi hyppää ja miten se korjataan

Näyttääkö akun varaustila 30 %, mutta laskee sitten yhtäkkiä 5 %:iin? Tai kenties se hyppää suoraan 90 %:sta 100 %:iin sekunneissa?

Tämä on yleinen ilmiö, joka tunnetaan nimellä "SOC (State of Charge) Drift". Se ei ole akun vika; Se on ominaisuus, joka kuvaa litium-akkujen toimintaa ja sitä, miten akkujen valvontalaitteet laskevat niiden varauksen.

Tämä opas selittää tarkalleen, mitä akun sisällä tapahtuu, miksi se tapahtuu ja miten se korjataan helposti.

Ongelma: "Litteinen jännitekäyrä"

Ymmärtääksesi SOC-ajautumisen sinun on ensin ymmärrettävä lyijyakun ja litium-akun (LiFePO4) välinen ero.

1. Lyijyakun "polttoainemittari"

Perinteinen lyijyakku käyttäytyy kuin auton polttoainesäiliö. Kun käytät energiaa, jännite laskee suorassa, ennustettavassa linjassa. Valvontalaite voi yksinkertaisesti katsoa jännitettä (esim. 12,2 V) ja tietää lähes tarkalleen, kuinka paljon kapasiteettia on jäljellä (esim. 50 %). Se on helppo mitata.

2. Litium-"Cliff Edge"

LiFePO4-akku on erilainen. Se on suunniteltu tarjoamaan vakaata virtaa erittäin pitkäksi aikaa. Sen jännite pysyy lähes täsmälleen samana riippumatta siitä, onko se 80 % tai 30 % täynnä.

Tämä on loistavaa kodinkoneiden käyttämiseen, mutta se on painajainen akun varaustason valvonnalle. Näyttö ei voi käyttää jännitettä prosenttiosuuden arvaamiseen, koska jännite tuskin muuttuu.

Kuinka näyttösi laskee energiaa (Coulomb-laskenta)

Koska se ei voi luottaa jännitteeseen, akun sisällä oleva BMS käyttää menetelmää nimeltä "Coulomb-laskenta" (sama kuin ulkoiset shuntit).

Kuvittele seisovasi ovella klikkerin kanssa ja laskemassa rakennukseen tulevia ja sieltä poistuvia ihmisiä.

• Tiedät, että rakennuksessa oli alun perin 100 ihmistä (täysi).
• Lasket 50 lähtevää ihmistä.
• Oletat, että jäljellä on 50 ihmistä.

Tämä on BMS:n toimintatapa. Se mittaa ajan kuluessa tulevaa ja menevää virtaa (ampeereina) ja laskee jäljellä olevan kapasiteetin (ampeeritunnit).

Miksi "hyppy" tapahtuu (ajelehtiminen)

Coulombin laskenta on uskomattoman tarkka päivän tai viikon aikana. Mutta kuukausien kuluessa pienet mittausvirheet alkavat kasaantua.

• 0,1 %:n mittausvirheellä ei ole merkitystä tänään.
• Mutta kolmen kuukauden jatkuvan latauksen ja purkauksen jälkeen tuo 0,1 %:n virhe on kertynyt 10 %, 20 % tai jopa 30 %:n eroavaisuudeksi.

Näyttösi luulee akun olevan 40 %:ssa laskurinsa perusteella. Mutta fyysisesti akkukennot ovat itse asiassa tyhjiä.

"Haamukuorman" vaikutus

Turvallisuuden varmistamiseksi ja suurten kuormien käsittelemiseksi TITAN Lithium BMS -yksiköt on kalibroitu jättämään huomiotta erittäin pienet virrat, jotka voivat näyttää sähköiseltä kohinalta. Jos herkkyyttä nostettaisiin 0,2 A:iin, tämä avaisi BMS:lle ikkunan "nähdä" sähköisen kohinan virtana. Jos BMS luulee virran kulkevan, vaikka se ei kulje, se saattaa sekoittaa turvalogiikan. Esimerkiksi jos akku on "täynnä" (ylijännitesuoja aktiivinen), BMS odottaa nähdäkseen purkausvirran ennen kuin se antaa sinun ladata uudelleen. Jos "Kohina" näyttää purkausvirralta, BMS saattaa avata latausportin uudelleen akun ollessa jo täynnä, mikä johtaa Ylilataukseen/Palovaaraan.

0,6 A:n kynnysarvo:
BMS:mme herkkyyskynnys on noin 0,6 ampeeria (noin 8 wattia 12 V:n jännitteellä). Jos käytät hyvin pieniä kuormia – kuten yhtä LED-valoa, USB-puhelimen laturia tai television valmiustilan valoa – jotka kuluttavat alle 0,6 A, BMS saattaa rekisteröidä tämän 0 ampeeriksi.

Tulos:
Jos käytät 0,4 A:n kuormaa koko yön (10 tuntia), olet fyysisesti poistanut 4 Ah energiaa. BMS kuitenkin olettaa, että olet poistanut 0 Ah. Näyttö näyttää edelleen 100 %, mutta akun varaus on todellisuudessa 96 %.

Korjaus: Järjestelmän uudelleensynkronointi

Korjataksemme tämän meidän on pakotettava BMS "nollaamaan laskurinsa" takaisin tunnettuun 100 %:n pisteeseen. TITAN-litium-akkujen suojauslogiikkaan on suunniteltu erityinen nollauspiste.

Ratkaisu: Täysi 100 % lataus

Akku on ladattava täyteen, kunnes tapahtuu yksi kahdesta asiasta:

1. Akun ylijännitesuojan laukaisimet (noin 14,4 V)
2. Kennojen ylijännitesuojan laukaisimet (noin 3,60 V millä tahansa yksittäisellä kenolla)

Kun laturi työntää akun tähän jänniterajaan, BMS-suojaus aktivoituu hetkeksi pysäyttäen latauksen. Juuri tällä hetkellä BMS tietää varmasti, että akku on fyysisesti 100 % täynnä.

Se nollaa sisäisen laskurinsa välittömästi 100 prosenttiin, mikä poistaa kaikki kertyneet ajovirheet. Näyttösi synkronoidaan nyt täydellisesti akun sisällä olevan todellisen energian kanssa.