SOC-drift begrijpen
Waarom uw batterijpercentage verspringt en hoe u dit kunt verhelpen
Geeft uw batterijmonitor 30% aan, maar daalt deze plotseling naar 5%? Of springt deze misschien in seconden van 90% naar 100%?
Dit is een veelvoorkomend verschijnsel dat bekend staat als "SOC (State of Charge) Drift." Het is geen defect aan uw batterij; Het is een kenmerk van hoe lithiumbatterijen werken en hoe batterijmonitors hun lading berekenen.
Deze handleiding legt precies uit wat er in uw batterij gebeurt, waarom het gebeurt en hoe u het eenvoudig kunt verhelpen.
Het probleem: De "vlakke spanningscurve"
Om SOC-drift te begrijpen, moet u eerst het verschil begrijpen tussen een loodzuurbatterij en een lithiumbatterij (LiFePO4).
1. De "brandstofmeter" van de loodzuurbatterij
Een traditionele loodzuurbatterij gedraagt zich als de brandstoftank van een auto. Naarmate u de energie verbruikt, daalt de spanning in een rechte, voorspelbare lijn. Een monitor kan eenvoudig naar de spanning kijken (bijv. 12,2 V) en vrijwel precies weten hoeveel capaciteit er nog over is (bijv. 50%). Het is gemakkelijk te meten.
2. De lithium "Cliff Edge"
Een LiFePO4-batterij is anders. Deze is ontworpen om zeer lang stabiele stroom te leveren. De spanning blijft vrijwel gelijk, of de batterij nu voor 80% of voor 30% vol is.
Dit is geweldig voor het gebruik van uw apparaten, maar een nachtmerrie voor een batterijmonitor.
De monitor kan de spanning niet gebruiken om het percentage te schatten, omdat de spanning nauwelijks verandert.
Hoe uw monitor energie telt (Coulomb-telling)
Omdat het niet op spanning kan vertrouwen, gebruikt het BMS in de batterij een methode genaamd "Coulomb-telling" (hetzelfde als externe shunts).
Stel je voor dat je bij een deur staat met een teller en mensen telt die een gebouw in- en uitgaan.
- Je weet dat het gebouw begon met 100 mensen (vol).
- Je telt 50 mensen die vertrekken.
- Je gaat ervan uit dat er nog 50 mensen over zijn.
Dit is wat uw BMS doet. Het meet de stroom (ampère) die in en uit gaat over tijd om de resterende capaciteit (ampère-uur) te berekenen.
Waarom de "sprong" plaatsvindt (de drift)
Coulomb-telling is ongelooflijk nauwkeurig over een periode van een dag of een week. Maar na verloop van maanden beginnen kleine meetfouten zich op te stapelen.
- Een meetfout van 0,1% maakt vandaag niet uit.
- Maar na 3 maanden constant laden en ontladen is die fout van 0,1% opgelopen tot een afwijking van 10%, 20% of zelfs 30%.
Uw monitor denkt dat de batterij voor 40% vol is, gebaseerd op de telling. Maar fysiek zijn de batterijcellen in werkelijkheid leeg.
Het "spookbelasting"-effect
Om de veiligheid te garanderen en hoge vermogensbelastingen aan te kunnen, zijn TITAN Lithium BMS-units gekalibreerd om extreem kleine stromen te negeren die op elektrische ruis kunnen lijken - als we de gevoeligheid zouden verhogen naar 0,2 A; Dit geeft het BMS de mogelijkheid om elektrische ruis als stroom te 'zien'. Als het BMS denkt dat er stroom loopt terwijl dat niet het geval is, kan dit de veiligheidslogica in de war brengen. Als de batterij bijvoorbeeld "Vol" is (overspanningsbeveiliging actief), wacht het BMS op een ontlaadstroom voordat het opnieuw opladen toestaat. Als "ruis" lijkt op ontlaadstroom, kan het BMS de laadpoort heropenen terwijl de batterij al vol is, wat kan leiden tot overladen/brandgevaar.
De drempel van 0,6 A:
Ons BMS heeft een gevoeligheidsdrempel van ongeveer 0,6 Ampère (ongeveer 8 Watt bij 12 V). Als u zeer kleine belastingen gebruikt - zoals een enkele ledlamp, een USB-telefoonoplader of het standby-lampje van een tv - die minder dan 0,6 A verbruiken, kan het BMS dit registreren als 0 Ampère.
Het resultaat:
Als u een belasting van 0,4 A de hele nacht (10 uur) gebruikt, heeft u fysiek 4 Ah aan energie onttrokken. Het BMS denkt echter dat u 0 Ah heeft onttrokken. Het scherm zal nog steeds 100% weergeven, maar de batterij is in werkelijkheid nog maar 96%.
(Fysieke Energie)
Automatische correcties (de sprongen)
Om dit automatisch te proberen te corrigeren, bewaakt de BMS de rustspanning. Als er een afwijking wordt gedetecteerd, zal het het percentage "verspringen" om de spanning te laten overeenkomen:
- De 90%-correctie: Als de batterijspanning hoger is dan 13,6V, corrigeert het BMS de meting naar 90%.
- De correctie voor lage spanning: Als een cel onder de 3,0V zakt, verlaagt het BMS de meting onmiddellijk naar een lage capaciteit (ongeveer 10-15%) om u te waarschuwen dat u direct moet opladen.
De oplossing: Het systeem opnieuw synchroniseren
Om dit op te lossen, moeten we het BMS dwingen om de teller terug te zetten naar een bekend punt van 100%.
In TITAN Lithium-accu's hebben we een specifiek resetpunt in onze beveiligingslogica ingebouwd.De oplossing: Volledig opladen tot 100%
U moet de accu volledig opladen totdat een van de volgende twee dingen gebeurt:
- De overspanningsbeveiliging van het accupakket wordt geactiveerd (ongeveer 14,4 V)
- De overspanningsbeveiliging van de cel wordt geactiveerd (ongeveer 3,60 V op een enkele cel)
Wanneer de lader de accu tot deze spanningslimiet duwt, treedt de BMS-beveiliging kortstondig in werking om het opladen te stoppen. Op dit exacte moment weet de BMS absoluut zeker dat de accu fysiek 100% vol is.
De interne teller wordt direct gereset naar 100%, waardoor alle opgebouwde afwijkingen worden geëlimineerd. Uw monitor is nu perfect gesynchroniseerd met de werkelijke energie in de batterij.
Preventief onderhoud
We raden aan om uw batterij volledig op te laden tot 100% (en de BMS-reset te activeren) minstens eens per 3 maanden. Deze regelmatige "synchronisatie" zorgt ervoor dat uw SOC-waarde het hele jaar door nauwkeurig blijft.
