Как определить оставшийся срок службы (остаточный ресурс) аккумуляторной батареи (АКБ)?

Чтобы система бесперебойного питания не подвела в самый неподходящий момент, необходимо, чтобы все аккумуляторные батареи были в рабочем состоянии. Но как их проверить? Как убедиться, что установленные АКБ ещё не исчерпали свой остаточный ресурс? Как правильно оценить их оставшийся срок службы?

Строго говоря, самый правильный ответ вопрос, поставленный в такой форме – «никак». Ни один из приборов и методов не позволяет дать точный прогноз того, сколько еще проработает батарея и в какой именно момент она выйдет из строя. Причем касается это как обслуживаемых батарей (хотя в их отношении диапазон принимаемых мер несколько шире), так и необслуживаемых. При этом по всему миру обслуживаемые батареи используются все меньше, в то время как популярность необслуживаемых АКБ растет практически во всех областях применения.

Методом полного заряда/разряда батареи можно определить остаточную емкость аккумулятора в ампер-часах. Это достоверный метод, но даже он при однократном проведении не даст информации о том, сколько еще проработает батарея. Составить прогноз «времени дожития» можно только в том случае, если измерения проводятся на регулярной основе, их результаты сопоставляются между собой – т. е. оценивается динамика изменений. Однако полный заряд/разряд – процедура весьма продолжительная, и проводить ее регулярно (особенно при значительном количестве батарей) вряд ли возможно.

Однократный краткосрочный тест тем более не дает достоверной информации об остаточном ресурсе. Говорить о точном определении остаточной емкости в этом случае вообще не приходится – слишком разные существуют варианты аккумуляторов, чтобы существовала единая методика определения этого параметра. Можно измерить напряжение, но как сделать выводы на основе этих показаний, если уже частично деградировавший элемент выдает такое же напряжение, что и соседние? Возникает вопрос, можно ли вообще что-либо сказать о текущем состоянии АКБ при помощи быстрых измерений, или остается примириться с тем, что со временем, неизвестно в какой момент батарея выйдет из строя и ее придется менять? А ведь последствия такого события могут оказаться очень тяжелыми. Для ряда объектов: ЦОДов, подстанций, аэропортов, предприятий нефтегазовой отрасли, энергетики, медицинских учреждений и других, работа которых должна быть бесперебойной – подобные аварии просто неприемлемы, их необходимо предотвращать, а не устранять последствия.

Существует несколько базовых стратегий в работе с АКБ:

1. Менять батарею только тогда, когда она выйдет из строя или полностью утратит емкость. Средства на проверку состояния батарей не затрачиваются, однако весь риск неблагоприятных последствий в случае сбоя ложится на владельца объекта или предприятия. Потери от одного сбоя могут многократно превысить всю «экономию» на тестировании батарей.

2. Менять батареи по истечении определенного времени эксплуатации, независимо от их состояния. Средства на проверочные мероприятия также не затрачиваются, однако остается риск сбоя, если батарея утратит рабочие свойства раньше ожидаемого срока. Кроме того, качественные батареи часто могут работать продолжительное время и после того, как заявленный производителем срок службы (гарантийный период) истек. При таком подходе даже исправные батареи будут изыматься из эксплуатации, вызывая неоправданный рост расходов.

3. Проводить регулярное тестирование АКБ, идентифицируя батареи, которые демонстрируют начало деградации. Им заблаговременно заказывается замена, она производится тогда, когда скорость деградации увеличится, но до наступления сбоя дело не доходит.

Наиболее экономически целесообразный подход, используемый сегодня в Европе и США состоит в том, чтобы при помощи тестов, не занимающих много времени и не требующих больших затрат, регулярно (раз в квартал, полгода, год) измерять доступные параметры, документировать результаты, сопоставлять их и отслеживать ситуацию в динамике – каждый блок, каждую батарею. В этом случае по любой из батарей можно заметить момент, когда началась деградация. Пока процесс развивается медленно, за ним можно просто следить, продолжая эксплуатацию, и заменить АКБ тогда, когда свой основной ресурс она выработала, но еще не пришла в полную негодность. Фактически, это скорее организационные меры, чем технические – комплекс мероприятий, нацеленный на максимально полное использование ресурса батарей, при том, что риск аварий и, соответственно, негативных последствий минимизируется.

Как определить оставшийся срок службы АКБ исходя из внутреннего сопротивления?

Деградации подвержены любые батареи. Причины могут быть разными (повышенные температуры, истечение электролита, сульфатация в результате многократных перезарядок, понижение нагрузки и сеточная коррозия – в зависимости от типа и модели АКБ), но в любом случае это отражается на внутреннем сопротивлении элементов батареи. У штатно работающих батарей со временем из-за естественного износа внутреннее сопротивление начинает расти. Когда отклонение от базового уровня превышает 25%, батарею пора заменить (у некоторых батарей пороговый уровень выше – отклонение порядка 50% – но лучше проверить это значение по спецификациям производителя батареи). Существенное отклонение об нормы в меньшую сторону свидетельствует о явной неисправности, такую батарею необходимо заменить независимо от срока ее использования.

Строго говоря, полный импеданс включает в себя внутреннее сопротивление, индуктивную и реактивную составляющую. Однако с технологической точки зрения для оценки АКБ достаточно измерять только активную составляющую – внутреннее сопротивление адекватно отражает рабочее состояние батареи. Это вполне надежный индикатор деградации, к тому же на его измерение требуется всего несколько секунд. Подобные тесты не требуют лабораторной точности, но важно проводить их регулярно и сопоставлять результаты, полученные в разное время. По этому критерию можно быстро определить, годна батарея к дальнейшему использованию или нет. Для подобных измерений существует не так много приборов. Одни из самых популярных – семейство тестеров аккумуляторных батарей Fluke BT500 (модели BT510, BT520 и BT521).

Чтобы измерить внутреннее сопротивление тут используется 2 щупа. Приборы подают малый переменный ток, имеющий частоту 1000 Гц. Сила тока настолько мала, а частота подобрана таким образом, что измерение можно проводить прямо в ходе нагрузки, на запитываемое оборудование это никак не повлияет. Можно проводить тесты и без нагрузки. Прибор проводит измерение напряжения, производит расчет сопротивления и выводит результат на экран.

Поскольку внутреннее сопротивление исчисляется в миллиомах, для измерения используется 4-проводное подключение Кельвина, в отечественной электротехнической литературе более известное под названием двойного измерительного моста Томсона. 4 точки подключения обеспечиваются за счет конструкции щупов: каждый из них имеет двухконтактный наконечник, центральный контакт подпружинен и при надавливании утапливается внутрь. В результате каждый щуп соприкасается с поверхностью двумя контактами, реализуя 4-проводную схему подключения и обеспечивая более точное измерение внутреннего сопротивления батареи.

В зависимости от модели прибора и доступных аксессуаров возможно одновременное определение температуры на отрицательной клемме аккумуляторной батареи – для этого используется выносной щуп BTL21 со встроенным ИК-датчиком (см. таблицу «Функции и аксессуары», комплектация зависит от модели прибора). Все измерение занимает 4 секунды. Результаты выводятся на ЖК-дисплей тестера, сохраняются в памяти для последующей загрузки на ПК через порт USB и подготовки отчета при помощи входящего в комплект программного обеспечения.

Тесты проводятся быстро не только за счет скорости измерения самого прибора, но и благодаря наличию удобных щупов, к которым предусмотрены удлинители различного размера. Результаты можно не просто сохранять (в том числе автоматически), но и подразделять на группы в соответствии с количеством блоков и батарей в них, чтобы информация была представлена в четко структурированном виде. Скриншот показывает экран прибора при последовательном измерении: три батареи из 32 уже протестированы, их результаты сохранены, по четвертой выполняются измерения (результаты на экране) и будут сохранены по нажатию кнопки Save, остальные ячейки пусты для последующих измерений.

Затраты времени на измерительные процедуры для всех 100% аккумуляторных батарей на объекте не выходят за рамки разумного, в результате сопоставление полученных в разное время данных позволит определить, в каких батареях деградация только началась, а в каких достигла уровня, когда их необходимо заменить, не дожидаясь фатального сбоя.

При массовых измерениях наконечники щупов изнашиваются, но все компоненты и измерительные провода могут быть своевременно заменены на аналогичные. Можно заменять только наконечники с подпружиненными контактами. При замене тестового щупа необходимо провести калибровку нуля прибора, для этого в комплекте предусмотрена калибровочная пластина (кассета сопротивлений). Операция выполняется самим пользователем (в отличие от поверки, которая выполняется в сертифицированной организации. Приборы Fluke BT500 внесены в Государственный реестр средств измерений, на них есть методика поверки и сертификаты установленного образца. Межповерочный интервал – 1 год).

 

Можно изначально держать в запасе дополнительный комплект щупов, а также измерительные провода для режима мультиметра и (в зависимости от модели) токовые клещи. Эти аксессуары позволят дополнить измерения внутреннего сопротивления другими тестовыми функциями. Возможна оценка тока пульсации (присутствие переменной составляющей в постоянном напряжении более 5% может служить симптомом – высокое значение пульсации приводит к перегреву и потере энергии). Можно отслеживать падение напряжения при разряде (измерения проводятся многократно в ходе процесса разрядки).

Сравнительные возможности тестеров АКБ серии Fluke BT 500

Необходимо подчеркнуть – приборы Fluke BT500 не дают информацию об остаточной емкости батарей, в результатах не фигурируют ампер-часы. Принципиальная позиция производителя состоит в том, что точно определить емкость можно только при полном заряде/разряде АКБ, а при быстром измерении точно сделать это нельзя в принципе, поскольку конструкции батарей и проходящие в них физико-химические процессы неодинаковы. Внутреннее сопротивление напрямую от остаточной емкости не зависит. Однако оно служит надежным критерием, позволяющим отличить батареи, годные к дальнейшему использованию, от тех, которые необходимо заменить. При регулярном тестировании риск сбоя сводится к минимуму, а на объекте обеспечивается бесперебойное функционирование систем, в которых используются АКБ.

Стандарты проверки аккумуляторных батарей

Существует несколько стандартов, регламентирующих процедуры проверки АКБ в зависимости от их типа (IEEE 450 и IEEE 1188 для стационарных свинцово-кислотных батарей, IEEE 1106 для никель-кадмиевых, есть и другие), но в основных положениях они сходятся:

1. При первоначальной установке батарей необходимо произвести испытания на разряд (проверка емкости батарей). Их может выполнять изготовитель на производственной площадке, предоставляя затем заказчику документацию, либо приемочные испытания проводятся на объекте. Чем детальнее предоставит информацию по батареям производитель, тем лучше – с этими данными можно будет сопоставлять результаты измерений, проведенных на различных этапах эксплуатации.

2. В тот же период первоначальной установки проводится тестирование внутреннего сопротивления батарей, чтобы определить их базовые параметры. Данные фиксируются для каждой батареи, в каждом блоке, и хранятся в виде сводных отчетов для будущего сопоставления.

3. Процедуры 1 и 2 необходимо повторять не реже 1 раза в 2 года для большинства систем, охватываемых гарантией – как правило, это одно из условий для продолжения действия гарантии.

4. Для большинства АКБ тестирование внутреннего сопротивления следует проводить не реже, чем раз в квартал. В некоторых случаях, если так предусмотрено производителем, батареи проверяются по годичному циклу, но для большинства моделей и типов проверка имеет квартальный график. На объектах, работа которых особо критична, может быть принят свой внутренний регламент, предусматривающий тестирование чаще, каждые 1-2 месяца.

5. В графике проверок учитывается заявленный производителем полный срок службы батарей: измерения должны проводиться как минимум по истечении каждых 25% срока службы АКБ.

6. Если батарея выработала 85% от ожидаемого срока службы, необходимо не реже раза в год подвергать ее испытанию на остаточную емкость. С такой же периодичностью тест необходимо проводить, если емкость упала ниже 90% от заявленного производителем уровня (или разница в показаниях между предыдущими измерениями составила более 10%).

7. Если проверка внутреннего сопротивления продемонстрировала большое расхождение с предыдущими результатами измерений, рекомендуется провести проверку остаточной емкости. При резком падении внутреннего сопротивления или превышении базового значения более чем на 25% батарею следует заменить.

8. Результаты измерений необходимо сохранять в четком, упорядоченном виде. По отчетам отслеживается состояние каждой батареи, и если на протяжении последних измерений она демонстрирует признаки ускоряющейся деградации, АКБ подлежит замене. Грамотное ведение отчетов позволяет заранее заказать нужные наименования в нужном количестве, чтобы произвести замену вовремя.

Выводы

За состоянием аккумуляторных батарей необходимо следить. Делать это быстро и при этом получать содержательную информацию об остаточном ресурсе АКБ помогут специальные приборы, способные измерять внутреннее сопротивление, такие как семейство тестеров Fluke BT500.

См. также:

• Приборы для проверки аккумуляторных батарей

Анализаторы и тестеры аккумуляторных батарей

Блоки нагрузки для аккумуляторных батарей

Кулон – тестеры / индикаторы емкости свинцовых аккумуляторов

Локализатор повреждения в системах постоянного тока

Материал подготовлен
техническими специалистами компании “СвязКомплект”.

Подпишитесь на рассылку новых материалов!

Имя

E-mail *

Согласие на отправку персональных данных *

* — Обязательное для заполнения

См. также:

Как проверить состояние аккумулятора на Android

12 ноября 2022

Ликбез

Android

На это уйдёт всего пара минут.

Со временем аккумулятор на смартфоне изнашивается и уже не может держать заряд долго. Это может привести к неприятным ситуациям, когда вам срочно нужна связь, а телефон успел разрядиться и пауэрбанка под рукой нет.

Протестировать состояние батареи можно с помощью встроенных системных средств, сторонних программ и специального оборудования. Последний вариант подойдёт только опытным пользователям, такую проверку лучше проводить в сервисном центре. А вот первые два метода доступны каждому.

С помощью встроенных системных инструментов

Проследить за работой аккумулятора можно в меню «Батарея», куда предусмотрен переход из основных настроек системы. Там отображается активность, уровень потребления питания, температура батареи. Может выводиться краткая оценка состояния, но это доступно не всегда.

Проверить батарею программным способом получится через сервисное меню:

1. Откройте приложение «Телефон» для набора номера.
2. Введите системный код *#*#4636#*#*.
3. Отобразится меню, в котором нужно выбрать пункт «Информация о батарее». Изучите данные о ёмкости аккумулятора и другие показатели.

На основе информации из встроенных системных инструментов не получится сделать точные выводы о состоянии батареи, но эти данные можно использовать для приблизительной оценки. Так, если по графику активности заметны повторяющиеся большие скачки в энергопотреблении, а вы не запускаете в это время игры и другие ресурсоёмкие приложения, то стоит отнести устройство в сервисный центр.

Также обратите внимание, что литий-ионные аккумуляторы при средней нагрузке в работе смартфона могут нагреваться примерно до 50 °C, а затем охлаждаться до 25–30 °C. При таких уровнях температуры износ устройства происходит стабильно и предсказуемо. Если батарея перегревается регулярно выше 50 °C даже в режиме ожидания, то лучше обратиться к специалисту.

С помощью сторонних приложений

К сожалению, не на всех устройствах в сервисном меню доступен пункт с данными о батарее. Он может быть заблокирован для обычного пользователя. И не на каждом аппарате вообще получится запустить это меню. Кроме того, показатели не всегда отображаются понятным для новичка образом. В таких случаях лучшим выходом будет использовать сторонние приложения.

Например, утилита CPU‑Z позволяет просмотреть базовые показатели батареи. В разделе Battery отображаются оценка состояния аккумулятора и температура.

appbox fallback https://play.google.com/store/apps/details?id=com.cpuid.cpu_z&hl=ru&gl=ru

Есть и более продвинутые программы. Так, с помощью AccuBattery можно детально проследить за поведением батареи, её основными показателями. В течение нескольких дней использования приложение собирает необходимое количество данных.

На основе полученной информации программа выдаёт оценку ёмкости и состояния аккумулятора в сравнении с исходным заводским уровнем. AccuBattery предупредит о проблемах с питанием смартфона, поэтому приложение полезно использовать даже при отсутствии проявлений износа или повреждения батареи.

Загрузить

Цена: Бесплатно

Читайте также 📱⚙️

• 14 офлайн-игр для Android, которые надолго увлекут
• 8 лучших файловых менеджеров для Android
• 10 функций Chrome на Android, о которых мало кто знает
• Как отключить «Google Ассистента»
• Как отключить уведомления на Android

Все о расчете оставшейся емкости аккумулятора

Использование системы очистки, роботов, военной техники и медицинского оборудования оказалось полезным в современную эпоху. Кроме того, было обнаружено, что измерительные инструменты, такие как портативные устройства (например, универсальный макияж), соответствуют тенденции развития. Тем не менее, большого развития не было замечено, потому что все портативные устройства должны питаться от батареи

Можно сказать, что батарея является самой сложной частью цепочки поставок, когда необходимо предсказать оставшееся время работы устройства. система. В результате постоянного увеличения количества портативных приложений возникает необходимость в выполнении более важных операций, таких как использование мобильного телефона для управления счетами; медицинское оборудование должно быть полностью развернуто для мониторинга основных данных

Методы контроля емкости аккумулятора

В настоящее время используются два типа методов контроля. Первый тип основан на интеграле тока (интегрировании тока), а второй тип основан на измерении напряжения. Первое основано на здравой идее, которая подразумевает, что всякий раз, когда батарея полностью заряжена, возникает поток разрядки. В этом случае можно получить величину остаточной мощности. Текущий метод интеграции работает очень хорошо, когда батарея только что перезаряжена и известно, что она полностью заряжена.

Этот метод успешно используется во многих текущих процессах мониторинга батарей.

Слабость контроля емкости батареи через интеграл тока

Важно подчеркнуть, что этот метод так или иначе ограничен. Одним из его слабых мест является неработоспособность аккумулятора в режиме использования. Всякий раз, когда батарея не использовалась в течение нескольких дней после зарядки или если несколько циклов перезарядки и разрядки не были полностью заряжены, саморазряд, вызванный внутренней химической реакцией, становится очевидным. Поскольку способов или методов саморазряда не существует, то лучший способ исправить это — использовать предопределенное уравнение. Различные модели аккумуляторов имеют разную скорость саморазряда в зависимости от состояния зарядки (SOC), температуры, истории циклов заряда/разряда аккумулятора и других факторов. Создание точной модели саморазряда требует значительного времени для сбора данных, хотя это и не гарантирует точность результатов.

Еще одна проблема с этим методом заключается в том, что можно обновить значение общей мощности только тогда, когда он полностью разряжен сразу после полной зарядки. Если количество полных разрядов в течение срока службы батареи недостаточно, реальная емкость батареи может начать значительно снижаться до того, как прибор обновит фактическое значение батареи. Следовательно, это приводит к тому, что мониторинг завышает количество энергии, доступной во время этих циклов.

Даже если заряд батареи обновляется при заданной температуре и скорости разряда, доступная мощность будет изменяться при изменении скорости разряда и температуры.

Контроль остаточной емкости по напряжению

Одним из первых методов является метод, основанный на напряжении. Нужно только измерить напряжение между двумя уровнями батареи. Метод основан на известной зависимости между напряжением батареи и оставшимся зарядом. Выглядит проще, но имеет массу сложностей в процессе мониторинга. Простая связь между напряжением батареи и мощностью присутствует только тогда, когда во время измерения не применяется нагрузка. При приложении нагрузки (это происходит в большинстве случаев, когда пользователя интересует емкость), напряжение батареи искажается из-за перепада давления, вызванного внутренним сопротивлением батареи. Кроме того, даже если нагрузка снята, процесс релаксации, происходящий на аккумуляторе, может вызвать непрерывное изменение напряжения в течение нескольких часов. В результате нескольких причин метод коррекции падения давления, основанный на знании импеданса аккумулятора, является по-прежнему проблематично

1. Химическая реакция и изменение напряжения батареи

2. Сложная электрохимическая реакция самой батареи вызывает переходную реакцию напряжения.

3. Первичные этапы переноса заряда с электродов литий-ионного аккумулятора (этапы других аккумуляторов аналогичны).

Заряд должен сначала пройти через электрохимически активный материал (анод или катод), запасающий энергию в виде электронов, которая сохраняется в электролите в виде ионов после достижения поверхности частицы. Эти химические этапы связаны с постоянной времени реакции батареи на напряжение.

Напряжение батареи со временем будет уменьшаться с разной скоростью и постепенно увеличиваться после снятия нагрузки. Релаксация напряжения литий-ионной батареи после приложения нагрузки при различных состояниях зарядки.

Зная погрешность контроля батареи по напряжению, мы предполагаем, что напряжение нагрузки можно скорректировать, вычитая падение давления IR, а затем получая текущий SOC за счет использования скорректированного значения напряжения. Первая проблема, с которой нужно столкнуться, заключается в том, что значение R зависит от SOC. Если использовать среднее значение, то в почти полностью разряженном состоянии (в это время импеданс более чем в десять раз превышает состояние заряженного). Оценка ошибки SOC будет достигать 100%. Одним из способов решения этой проблемы является использование нескольких вольтметров на основе SOC при разных нагрузках. Импеданс также в значительной степени зависит от температуры (температура при снижении на 10°С, импеданс увеличивается в 1,5 раза). Это взаимодействие необходимо занести в таблицу, а это крайне усложняет процесс расчета.

Характеристика аккумулятора неустойчива. Следствием этого является то, что эффективное значение R зависит от времени нагрузки, и очевидно, что мы можем рассматривать внутренний импеданс как омическое сопротивление без учета фактора времени. Это связано с тем, что даже если в вольтметре учитывать соотношение R и Soc, изменение нагрузки приведет к серьезной погрешности. Поскольку наклон функции SOC (V) зависит от SOC, диапазон переходных ошибок изменяется от 50 % в состоянии разряда до 14 % в процессе заряда.

Изменение импеданса между разными батареями усложняет ситуацию. Даже недавно произведенные батареи будут иметь низкочастотные изменения сопротивления постоянного тока ± 15%, что имеет большое значение для коррекции напряжения при высокой нагрузке. Например, в случае обычного тока заряда и разряда 1/2с, типичный импеданс постоянного тока батареи емкостью 2 Ач составляет около 0,15 Ом, в худшем случае разница напряжения между батареями составит 45 мВ, а соответствующая ошибка оценки SOC составляет 20%.

Наконец, когда батарея стареет, возникает проблема максимального импеданса. Общеизвестно, что прирост импеданса значительно ниже, чем у батареи. Типичная литий-ионная батарея имеет 70 зарядов и цикл разрядки, полное сопротивление постоянному току будет увеличено на один раз, а тот же цикл нулевой нагрузки снизится только на 2% ~ 3%.

Алгоритм, основанный на напряжении, кажется, хорошо работает для нового аккумуляторного блока, но если вышеуказанные факторы не принимаются во внимание, генерируется фатальная ошибка (50 %), когда аккумуляторный блок достигает 15 % срока службы (т. примерно 500 циклов зарядки и разрядки).

Мониторинг батареи: метод тока и метод напряжения

Компания TI использует потенциал метода тока и метода напряжения при создании алгоритма мониторинга мощности следующего поколения. Компания осторожно рассмотрела эту кажущуюся естественной, но применявшуюся до сих пор схему: комбинирование методов тока и напряжения для использования наиболее известного метода в различных ситуациях. В результате точной корреляции между напряжением холостого хода и SOC этот метод может обеспечить правильную оценку SOC без нагрузки и источника питания в состоянии релаксации. Кроме того, метод также позволяет удобно находить точное «начальное положение» Soc, используя период нерабочего состояния (у любого устройства с батарейным питанием будет рабочий период). Этот метод избавляет от необходимости коррекции саморазряда при отсутствии рабочего периода, так как устройство может распознавать точный SOC при подключении. Когда устройство находится в рабочем режиме и батарея заряжена, альтернативно используется текущий метод интеграции. Метод не требует сложной и неточной компенсации падения давления под нагрузкой, так как число кулонов-метров (счетчик кулонов) отслеживает изменение SOC с самого начала процесса.

Можно ли также использовать этот метод для полного обновления начислений?

Да! Метод можно использовать для обновления заряда. В зависимости от процента SOC, использованного до нагрузки, SOC после нагрузки (оба получены путем измерения напряжения в состоянии релаксации) и количества заряда, переданного между ними. Таким образом, можно легко определить полную мощность, которая соответствует изменению SOC в случае конкретного изменения заряда. Однако этого можно добиться, несмотря на объем передачи и начальные условия (без полной зарядки).

Это устраняет необходимость обновления заряда по некоторым особым соображениям. Таким образом, это помогает смягчить еще одну слабость текущего алгоритма интеграции. Этот метод не только предлагает решение проблем SOC, но также позволяет избежать влияния импеданса батареи и используется для достижения других целей. Этот метод позволяет обновить общее количество энергии, соответствующее состоянию «без нагрузки», например, максимально возможный заряд, который можно использовать. В результате уменьшения IR мощность при нулевой нагрузке также уменьшится, а время достижения конечного значения напряжения при возникновении нагрузки уменьшится. Если зависимость импеданса между SOC и температурой известна, можно определить, когда напряжение на клеммах может быть достигнуто при наблюдаемой нагрузке и температуре, на основе простой модели.

Тем не менее, как упоминалось ранее, импеданс зависит от батареи и быстро увеличивается по мере старения батареи и увеличения времени зарядки и разрядки. Поэтому хранение его в базе данных не имеет значения. Пытаясь найти решение этой проблемы, TI разработала тип ИС, который может выполнять измерение импеданса в реальном времени, а измерение в реальном времени может поддерживать постоянное обновление базы данных. Это предлагает решение различий между импедансом батареи и старением батареи. Постоянное обновление данных об импедансе позволяет точно прогнозировать ситуацию с напряжением при заданной нагрузке.

В нескольких сценариях этот метод можно использовать для облегчения снижения расчетной частоты ошибок потребления электроэнергии до уровня менее 1% и, что наиболее важно, для достижения высокой точности на протяжении всего жизненного цикла батареи.

Еще одним преимуществом адаптивного алгоритма является Plug and Play. При реализации алгоритма нет необходимости описывать зависимость между импедансом и Soc и температурой базы данных, поскольку эти данные будут получены путем измерения в реальном времени. База данных для коррекции саморазряда больше не нужна, но по-прежнему необходимо определить базу данных напряжений холостого хода и зависимостей SOC (включая температуру).

Однако это соотношение определяется химическими свойствами положительной и отрицательной полярной системы, а не конкретными конструктивными факторами модели батареи (например, электролитом, сепаратором, толщиной активного материала и добавкой). Поскольку большинство производителей аккумуляторов используют одни и те же активные материалы (LiCoO2 и графит), их отношения V (soc,t) одинаковы.

Всякий раз, когда сравниваются напряжения аккумуляторов разных производителей, особенно в случаях нулевой нагрузки, можно сделать вывод, что их значение напряжения очень близко к отклонению в 5 мВ. Также в наихудшем сценарии ошибка SOC составляет всего 1,5%. Разработка нового аккумулятора требует создания новой базы данных, в отличие от сотен баз данных, которые сейчас используются для разных моделей аккумуляторов. Это обеспечивает реализацию решения Power Meter на разных устройствах, а база данных не зависит от используемых батарей. Не нужно перепрограммировать даже аккумуляторы разных производителей. Таким образом, реализация точности и надежности IC Plug and Play для мониторинга батареи также улучшилась соответственно.

аккумуляторов — Как рассчитать оставшуюся емкость аккумулятора по данным заряда-разряда?

спросил
3 года 9 месяцев назад

Изменено
3 года, 9 месяцев назад

Просмотрено
1к раз

\$\начало группы\$

Если набор данных содержит данные, собранные с течением времени от перезаряжаемой батареи, и включает такую ​​информацию, как напряжение, ток, средняя скорость разрядки и пиковая скорость разрядки.

как по этим данным рассчитать оставшуюся емкость батареи?

Существуют ли какие-либо примеры, которые могут явно показать эти расчеты, поскольку я не разбираюсь в электронике, но я пытаюсь работать с этими данными, чтобы предсказать оставшийся срок службы батареи, и не полностью понимаю, как вычислить значение емкости из этого сырая информация?.

Спасибо.

• аккумуляторы
• емкость

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Кривая заряда-разряда из паспорта аккумулятора определяет только его «паспортную» емкость. Полезный срок службы батареи (также известный как «время обслуживания») измеряется количеством циклов зарядки-разрядки в точке, где фактическая емкость (измеряемая путем интегрирования кривой разрядки) падает ниже определенного уровня. Обычно считается, что уровень EOL (окончание срока службы) аккумуляторов составляет 70-80% от паспортной емкости. Аккумуляторы потребительского класса считаются хорошими, если они могут выдержать 300-500 полных циклов заряда-разряда (см. BU-801b). Аккумуляторы промышленного класса служат дольше, что, очевидно, зависит от глубины цикла разрядки и скорости разряда. Вот одна статья, посвященная этой теме, на рис. 3 показано снижение емкости в зависимости от количества циклов и глубины каждого разряда:

Короче говоря, измерение фактической емкости батареи в определенное время использования батареи не дает полной информации, и нельзя предсказать оставшийся срок службы батареи, основываясь только на одной точке. Чтобы определить SOH (состояние работоспособности) батареи, вам потребуется несколько раз перезарядить батарею в очень контролируемых условиях (напряжение/ток и температура), оценить скорость деградации батареи, а затем определить EOL, предполагая 70-80%. деградация емкости.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Каждая батарея имеет кривую зарядки/разрядки.