Forstå SOC-drift

Hvorfor batteriprosenten din hopper og hvordan fikse det

Viser batterimonitoren din 30 %, men faller plutselig til 5 %? Eller kanskje den hopper fra 90 % rett til 100 % i løpet av sekunder?

Dette er et vanlig fenomen kjent som "SOC (State of Charge) Drift." Det er ikke en feil med batteriet ditt; Det er et kjennetegn ved hvordan litiumbatterier fungerer og hvordan batterimonitorer beregner ladningen deres.

Denne veiledningen forklarer nøyaktig hva som skjer inne i batteriet ditt, hvorfor det skjer, og den enkle løsningen for å korrigere det.

Problemet: Den "flate spenningskurven"

For å forstå SOC-drift må du først forstå forskjellen mellom et blybatteri og et litiumbatteri (LiFePO4).

1. Blysyre-"drivstoffmåleren"

Et tradisjonelt blybatteri oppfører seg som en bils drivstofftank. Når du bruker energien, faller spenningen i en rett, forutsigbar linje. En monitor kan ganske enkelt se på spenningen (f.eks. 12,2 V) og vite nesten nøyaktig hvor mye kapasitet som er igjen (f.eks. 50 %). Det er enkelt å måle.

2. Litium-"Cliff Edge"

Et LiFePO4-batteri er annerledes. Det er designet for å gi stabil strøm i svært lang tid. Spenningen forblir nesten nøyaktig den samme enten det er 80 % fullt eller 30 % fullt.

Dette er flott for å drive apparatene dine, men det er et mareritt for en batterimonitor. Skjermen kan ikke bruke spenningen til å gjette prosentandelen fordi spenningen knapt endres.

Hvordan skjermen teller energi (Coulomb-telling)

Fordi den ikke kan stole på spenning, bruker BMS-en inne i batteriet en metode som kalles "Coulomb-telling" (samme som eksterne shunter).

Se for deg at du står ved en dør med en klikker og teller folk som går inn og ut av en bygning.

• Du vet at bygningen startet med 100 personer (full).
• Du teller 50 personer som forlater.
• Du antar at det er 50 personer igjen.

Dette er hva BMS-en din gjør. Den måler strømmen (ampere) som går inn og ut over tid for å beregne gjenværende kapasitet (amperetimer).

Hvorfor "hoppet" skjer (driften)

Coulomb-telling er utrolig nøyaktig over en dag eller en uke. Men over måneder begynner små målefeil å hope seg opp.

• En målefeil på 0,1 % spiller ingen rolle i dag.
• Men etter 3 måneder med konstant lading og utlading har den feilen på 0,1 % samlet seg til et avvik på 10 %, 20 % eller til og med 30 %.

Skjermen din tror at batteriet er på 40 % basert på tellingen. Men fysisk sett er battericellene faktisk tomme.

"Spøkelsesbelastnings"-effekten

For å sikre sikkerhet og håndtere belastninger med høy effekt, er TITAN Lithium BMS-enheter kalibrert til å ignorere ekstremt små strømmer som kan se ut som elektrisk støy. Hvis vi skulle øke følsomheten til 0,2 A, åpner dette et vindu for BMS til å "se" elektrisk støy som strøm. Hvis BMS tror at det flyter strøm når det ikke gjør det, kan det forvirre sikkerhetslogikken. Hvis for eksempel batteriet er "Fullt" (overspenningsbeskyttelse aktiv), venter BMS på å se Utladningsstrøm før den lar deg lade igjen. Hvis «støy» ser ut som utladningsstrøm, kan BMS-en åpne ladeporten igjen mens batteriet allerede er fullt, noe som fører til overlading/brannfare.

0,6A-terskelen:
BMS-en vår har en følsomhetsterskel på omtrent 0,6 ampere (omtrent 8 watt ved 12V). Hvis du bruker svært små belastninger – som en enkelt LED-lampe, en USB-telefonlader eller standby-lampen på en TV – som bruker mindre enn 0,6A, kan BMS-en registrere dette som 0 ampere.

Resultatet:
Hvis du bruker en 0,4A-belastning hele natten (10 timer), har du fysisk fjernet 4Ah energi. BMS-en tror imidlertid at du har fjernet 0Ah. Skjermen vil fortsatt vise 100 %, men batteriet er faktisk på 96 %.

Løsningen: Synkronisere systemet på nytt

For å fikse dette må vi tvinge BMS til å "tilbakestille telleren" tilbake til et kjent 100 %-punkt. I TITAN litiumbatterier har vi konstruert et spesifikt tilbakestillingspunkt i vår beskyttelseslogikk.

Løsningen: Full 100 % lading

Du må lade batteriet helt til én av to ting skjer:

1. Pakke overspenningsbeskyttelsesutløsere (ca. 14,4 V)
2. Celleoverspenningsbeskyttelsesutløsere (ca. 3,60 V på en enkelt celle)

Når laderen presser batteriet til denne spenningsgrensen, aktiveres BMS-beskyttelsen kort for å stoppe ladingen. I dette øyeblikket vet BMS-en med sikkerhet at batteriet fysisk er 100 % fullt.

Den tilbakestiller umiddelbart den interne telleren til 100 %, og eliminerer alle akkumulerte driftfeil. Skjermen din vil nå være perfekt synkronisert med den faktiske energien inne i batteriet.