Förstå SOC-drift

Varför din batteriprocent hoppar och hur man åtgärdar det

Visar din batterimonitor 30 %, men sjunker sedan plötsligt till 5 %? Eller kanske hoppar den från 90 % direkt till 100 % på några sekunder?

Detta är ett vanligt fenomen som kallas "SOC (State of Charge) Drift." Det är inte ett fel med ditt batteri; Det är ett kännetecken för hur litiumbatterier fungerar och hur batterimonitorer beräknar deras laddning.

Denna guide förklarar exakt vad som händer inuti batteriet, varför det inträffar och den enkla lösningen för att korrigera det.

Problemet: Den "platta spänningskurvan"

För att förstå SOC-drift måste du först förstå skillnaden mellan ett blybatteri och ett litiumbatteri (LiFePO4).

1. Blysyra-"bränslemätaren"

Ett traditionellt blybatteri beter sig som en bils bränsletank. När du använder energin sjunker spänningen i en rak, förutsägbar linje. En monitor kan helt enkelt titta på spänningen (t.ex. 12,2 V) och veta nästan exakt hur mycket kapacitet som finns kvar (t.ex. 50 %). Det är lätt att mäta.

2. Litium "Cliff Edge"

Ett LiFePO4-batteri är annorlunda. Det är utformat för att ge stabil ström under mycket lång tid. Dess spänning förblir nästan exakt densamma oavsett om det är 80 % fullt eller 30 % fullt.

Detta är utmärkt för att driva dina apparater, men det är en mardröm för en batteriövervakning. Monitorn kan inte använda spänningen för att gissa procentandelen eftersom spänningen knappt ändras.

Hur din monitor räknar energi (Coulomb-räkning)

Eftersom den inte kan förlita sig på spänning använder BMS inuti batteriet en metod som kallas "Coulomb-räkning" (samma som externa shuntar).

Tänk dig att du står vid en dörr med en klicker och räknar personer som går in och ut ur en byggnad.

• Du vet att byggnaden började med 100 personer (full).
• Du räknar 50 personer som går ut.
• Du antar att det finns 50 personer kvar.

Detta är vad din BMS gör. Den mäter strömmen (ampere) som går in och ut över tid för att beräkna den återstående kapaciteten (amperetimmar).

Varför "hoppet" händer (driften)

Coulomb-räkning är otroligt noggrann över en dag eller en vecka. Men över månader börjar små mätfel att hopas upp.

• Ett mätfel på 0,1 % spelar ingen roll idag.
• Men efter 3 månaders konstant laddning och urladdning har det 0,1 %-felet ackumulerats till en avvikelse på 10 %, 20 % eller till och med 30 %.

Din monitor tror att batteriet är på 40 % baserat på dess räkning. Men fysiskt sett är battericellerna faktiskt tomma.

"Spökbelastningseffekten"

För att garantera säkerheten och hantera höga belastningar är TITAN Lithium BMS-enheter kalibrerade för att ignorera extremt små strömmar som kan se ut som elektriskt brus - om vi skulle öka känsligheten till 0,2 A öppnar detta ett fönster för BMS att "se" elektriskt brus som ström - om BMS tror att ström flyter när den inte gör det, kan det förvirra säkerhetslogiken. Om batteriet till exempel är "Fullt" (överspänningsskydd aktivt) väntar BMS på att se urladdningsströmmen innan den låter dig ladda igen. Om "brus" ser ut som urladdningsström kan BMS öppna laddningsporten igen medan batteriet redan är fulladdat, vilket leder till överladdnings-/brandrisk.

0,6A-tröskeln:
Vår BMS har en känslighetströskel på cirka 0,6 ampere (ungefär 8 watt vid 12V). Om du kör mycket små belastningar - som en enda LED-lampa, en USB-telefonladdare eller standby-lampan på en TV - som drar mindre än 0,6A, kan BMS registrera detta som 0 ampere.

Resultatet:
Om du kör en 0,4A-belastning hela natten (10 timmar) har du fysiskt tagit bort 4Ah energi. BMS tror dock att du har tagit bort 0Ah. Skärmen visar fortfarande 100 %, men batteriet är faktiskt på 96 %.

Åtgärden: Omsynkronisera systemet

För att åtgärda detta måste vi tvinga BMS att "återställa sin räknare" till en känd 100%-punkt. I TITAN litiumbatterier har vi inbyggt en specifik återställningspunkt i vår skyddslogik.

Lösningen: Full 100 % laddning

Du måste ladda batteriet helt tills en av två saker händer:

1. Packa överspänningsskydd (ca 14,4 V)
2. Cellöverspänningsskydd (ca 3,60 V på en enskild cell)

När laddaren trycker batteriet till denna spänningsgräns aktiveras BMS-skyddet kortvarigt för att stoppa laddningen. Just i detta ögonblick vet BMS med säkerhet att batteriet är fysiskt 100 % fullt.

Den återställer omedelbart sin interna räknare till 100 %, vilket eliminerar alla ackumulerade driftfel. Din monitor kommer nu att vara perfekt synkroniserad med den faktiska energin inuti batteriet.