Forstå SOC-drift
Hvorfor batteriprocenten hopper, og hvordan du fikser det.
Resten av siden forklarer hva som skjer inne i batteriet, hvorfor prosenten driver og hvordan nullstillingen fungerer. Du trenger ingen elektrofaglig kunnskap.
Problemet: den flate spenningskurven
SOC står for state of charge, ladetilstanden: prosenten på skjermen. For å forstå hvorfor den driver, trenger du bare én forskjell mellom litium- og blysyrebatterier: hva spenningen gjør når batteriet tømmes.
Blysyre som «drivstoffmåler»
Et tradisjonelt blysyrebatteri oppfører seg som drivstoffmåleren i en bil. Når du bruker energi, faller spenningen jevnt og forutsigbart. En monitor trenger bare å lese spenningen for å vite omtrent hvor fullt batteriet er: 12,2 V betyr at det er omtrent halvfullt. Enkelt.
Litiumets «stup»
Litium oppfører seg ikke slik. Det holder nesten konstant spenning nesten hele tiden du bruker det, så det ser omtrent likt ut ved 80 % som ved 30 %. Helt på slutten faller spenningen bratt.
Det er flott for apparatene dine, fordi kjøleskapet ser samme jevne spenning hele dagen. Det er et mareritt for en monitor, fordi spenningen ikke kan fortelle prosenten når den knapt endrer seg.
Hvordan batteriet teller energien (Coulomb-telling)
Siden spenning ikke hjelper, bruker BMS (batteriets innebygde styresystem) en annen metode som kalles Coulomb-telling. Den måler hver amp inn og hver amp ut og holder en løpende sum. Batterimonitorer med shunt, for eksempel Victron BMV, fungerer på samme måte. Hvert TITAN-batteri sender sin egen telling over Bluetooth til TITAN Lithium-appen på telefonen. På modeller med kommunikasjonsporter kan en Victron GX-enhet lese samme telling via TITAN BMS til Victron VE.Can-kabelen.
Tenk deg noen ved en dør med en teller som teller folk inn og ut av en bygning:
- Du vet at bygningen startet med 100 personer inne (fullt).
- Du teller 50 som går ut.
- Da vet du at 50 fortsatt er inne.
BMS gjør nøyaktig det samme med energi. Den teller amp-timer inn og amp-timer ut, og den løpende summen er prosenten på skjermen.
Hvorfor «hoppet» skjer (driften)
Slik telling er svært nøyaktig over en dag eller en uke. Problemet er at små feil summeres over måneder.
- En tellfeil på 0,1 % spiller ingen rolle i dag.
- Etter tre måneder med lading og bruk kan de små feilene bli et glapp på 10 %, 20 % eller til og med 30 %.
Monitoren tror batteriet står på 40 %, fordi det er det den løpende summen sier. I virkeligheten er cellene nesten tomme.
«Spøklast»-effekten
TITAN BMS er bevisst satt til å ignorere svært små strømmer, fordi ekte strøm og elektrisk støy ser like ut på det nivået. Det er en god sikkerhetsgrunn. Etter full lading lukker BMS ladestien og venter til den ser ekte forbruk før den åpner igjen. Reagerte den på minimale strømmer, kunne støy se ut som forbruk, og BMS kunne åpne ladestien på et batteri som allerede er fullt. Overlading av et fullt batteri er nettopp det BMS skal hindre.
0,6 A-grensen: TITAN BMS behandler alt under omtrent 0,6 A (rundt 8 W ved 12 V) som null. Ett enkelt LED-lys, en USB-telefonlader eller en TV i standby kan være usynlig for den.
Resultatet: en last på 0,4 A som står på over natten (10 timer) tar 4 Ah ut av batteriet, men BMS teller ingenting. På et 100 Ah-batteri står skjermen fortsatt på 100 % når batteriet i virkeligheten er omtrent 96 %. Gjenta det over noen måneder, så blir glappet merkbart.
Fiksen: synkronisere tellingen på nytt
Riktig løsning er å gi BMS et øyeblikk når den med sikkerhet vet hvor fullt batteriet er, slik at den kan nullstille tellingen til ekte 100 %. Vi har bygget inn en eksplisitt nullstilling i BMS-beskyttelseslogikken nettopp for dette.
Løsningen: én full lading til 100 %
Lad batteriet helt til en av to ting skjer:
- Hele batteriet når full-ladegrensen (pakkeoverspenningsbeskyttelse, ved omtrent 14,4 V).
- En enkelt celle når grensen sin (celleoverspenningsbeskyttelse, ved omtrent 3,60 V).
Når det skjer, stopper BMS ladingen kort. I akkurat det øyeblikket vet BMS med sikkerhet at batteriet er fullt.
Den nullstiller tellingen til 100 % med en gang og visker ut all drift. Deretter stemmer monitoren med energien som faktisk er i cellene.
Få laderen til faktisk å komme dit
Her er delen som feller nesten alle. Å vite at du trenger full lading er én ting. Å få laderen til å levere den er en annen, og de fleste klarer det ikke på fabrikkinnstillingene.
Vi har målt dette i hele flåten: av batteriene som rapporterer brukbar data, når omtrent 87 % aldri spenningen som trengs for å utløse nullstilling. Ingenting er galt med dem. Laderen stopper bare litt for tidlig, og ingen har hatt grunn til å se nærmere på det. Hvis prosenten driver og du flittig har ladet til det laderen kaller fullt, er det nesten sikkert derfor.
To spenninger, og de er ikke samme tall
Å blande disse er hovedgrunnen til at fiksen mislykkes, så det lønner seg å være presis:
- 14,4 V er det batteriet må nå. Det er et faktum om cellene, ikke en innstilling du kan endre. Under det skjer ingen nullstilling.
- 14,6 V er det du skal stille laderen på. En lader satt til nøyaktig 14,4 V når knapt terskelen, og med det lille spenningsfallet i kablene kommer den kanskje aldri helt dit. 14,6 V gir nok margin til å krysse grensen skikkelig.
Setter du 14,4 V, vil du med stor sannsynlighet gjenta hele øvelsen og lure på hvorfor ingenting skjedde.
Hva du gjør, uansett lader
- Hvis absorpsjonsspenningen kan endres, sett den til 14,6 V, kjør én full lading, og sett den tilbake etterpå. Én lading er nok. Det er det vanlige svaret.
- Hvis den ikke kan endres, finn ut hva den faktisk når. Hvis svaret er under 14,4 V, vil den laderen aldri kunne rette avlesningen alene, og du må låne eller montere en som kan. Det er verdt å vite uansett.
- Hvis du har Victron med DVCC på, finnes en annen vei: slå DVCC av for én enkelt lading slik at laderen følger egen profil, og slå det på igjen etterpå. Se Victron-integrasjonsguiden for hvorfor DVCC forårsaker dette.
Alt dette kan reverseres, og ingenting innebærer at du åpner batteriet eller rører noe inni.
Er 14,6 V trygt?
Ja, og det er et rimelig spørsmål. Å heve ladespenningen føles som noe som burde komme med en advarsel.
Det gjør det ikke, fordi BMS overvåker hver celle individuelt hele tiden og beskytter dem uansett hva laderen ber om. Den beskyttelsen er det som utløser nullstillingen i utgangspunktet. Den høyere innstillingen presser ikke batteriet hardere. Den gir laderen nok rom til å nå en grense BMS uansett ville ha håndhevet.
Slik ser du at det fungerte
Åpne fanen Protections i TITAN-appen og se på telleren for celleoverspenning. Hvis nullstillingen har skjedd, har den gått opp med én.
En teller merket overspenning som går opp høres alarmerende ut, og det er det ikke. Det er bare batteriet som registrerer at en celle berørte toppen av sitt område, som er nøyaktig hendelsen du prøvde å få til. Å se tallet gå opp er bekreftelsen du ville ha, ikke en advarsel.
