Кулонды санау дегеніміз не?

Кулондық санау - бұл токты үздіксіз өлшеу және оны уақыт өте келе біріктіру арқылы батареяға түсетін және одан шығатын электр зарядын бақылайтын әдіс. Бұл әдіс батареяны басқару жүйелеріне жинақталған энергияны тікелей өлшеусіз қалған сыйымдылық пен заряд күйін бағалауға мүмкіндік береді.

Кулонды санаудың негізгі принципі батареяға кіретін немесе шығатын әрбір ам-сағатты бақылауды қамтиды. Дәлдік сезгіш резистор ток ағынын өлшейді, ал арнайы схема бұл өлшемдерді уақыт аралықтарында біріктіреді. Батареяны 2 ампермен 3 сағат бойы зарядтағанда, жүйе батареяның сыйымдылығына 6 ам-сағат қосылғанын есептейді. Разряд кезінде процесс керісінше орындалады, ток ағып жатқанда ам-сағат шегеріледі.

Батареяны басқару чиптері бұл есептеуді үздіксіз орындайды, әдетте токты секундына мыңдаған рет таңдайды. Интеграция формуласы қарапайым: зарядтың өзгеруі кулондық тиімділік үшін түзетілген уақытқа көбейтілген токқа тең. Кулондық тиімділік зарядтау кезінде сақталған барлық зарядты разряд кезінде алу мүмкін емес-ішкі қарсылық, жанама реакциялар және жылуды бөлу салдарынан болатын шығындарды ескереді.

Заманауи енгізулерде микроконтроллерлермен жұптастырылған 16-биттік немесе одан жоғары аналогты--цифрлық түрлендіргіштер қолданылады. Maxim MAX17303X+ және Renesas RAA489206 математикалық операцияларды басқаратын кірістірілген процессорлары бар типтік аппараттық шешімдерді білдіреді. Бұл чиптер батарея параметрлерін тұрақты жадта сақтайды, бұл батарея толығымен таусылған кезде де деректердің сақталуын қамтамасыз етеді.

Coulomb Counting

Литий-ионды аккумуляторды зарядтау шамадан тыс зарядталудың алдын алу және батареяның қызмет ету мерзімін ұзарту үшін дәл кулондық санауға негізделген. Зарядтаудың тұрақты -ағымдық фазасында кулондық санау батарея ұяшықтарына қанша заряд түсетінін дәл бақылайды. Батарея толық сыйымдылыққа жақындап, тұрақты{3}}кернеумен зарядтауға ауысқанда, зарядтау аяқталғанын анықтау үшін төмендейтін токты дәл өлшеу керек.

Батареяны басқару жүйелері зарядтау бойынша маңызды шешімдер қабылдау үшін кулондық санау деректерін пайдаланады. Жүйе зарядтау кезінде 2,3 ам-сағат қосылғанын және батареяның номиналды сыйымдылығы 2,5 ам-сағ екенін анықтаса, ол батареяның шамамен 92% зарядталғанын біледі. Бұл ақпарат толық зарядталған литий-иондық ұяшыққа токты итерудің қауіпті сценарийін болдырмайды, бұл термиялық қашуға әкелуі мүмкін.

Әдіс әсіресе зарядтау токтары 3C немесе одан жоғары деңгейге жетуі мүмкін жылдам зарядталатын{0}} қолданбаларда өте маңызды. Бұл жылдамдықтарда кернеу{3}}негізделген бағалау әдістері ішкі кедергідегі кернеудің үлкен төмендеуіне байланысты сәтсіз болады. Кулондық санау сенімді болып қала береді, себебі ол кернеудің ауытқуына қарамастан нақты зарядты тасымалдауды тікелей өлшейді.

Әртүрлі кезеңдерде тиімділік коэффициенттерін есептеулерге әр түрлі енгізу. Литий-ионды батарея төмен жылдамдықпен зарядтау кезінде 99% тиімділік көрсетуі мүмкін, бірақ жоғары жылдамдықта жылу шығарудың жоғарылауына байланысты 95% дейін төмендейді. Батареяны басқарудың жетілдірілген жүйелері нақты уақыт температурасы мен ағымдағы өлшемдерге негізделген кулон санау алгоритмдерін реттейді.

Заряд күйі қолжетімді сыйымдылықты максималды сыйымдылықтың пайызы ретінде көрсетеді. Кулондық санау жинақталған зарядты батареяның жалпы сыйымдылығына бөлу арқылы SOC мәнін есептейді. Егер 50 ам-сағаттық батарея толық зарядталғаннан кейін 15 ам-сағатта жұмыс істесе, SOC 70%-ға тең болады.

Есептеу бастапқы нүктені білуді талап етеді. Батарея жүйелері, әдетте, батарея белгілі күйге- жеткенде, не толық зарядталғанда (ең аз токпен зарядтау кернеуінің шегіне жету арқылы көрсетіледі) немесе толық зарядсызданғанда (төмен кернеуді өшіру деңгейіне жеткенде) SOC іске қосады. Демалыс кезеңдеріндегі ашық{4}}тізбектегі кернеу өлшемдері кернеуді SOC мәнімен салыстыратын іздеу кестелеріне сілтеме жасау арқылы калибрлеу нүктелерін де қамтамасыз ете алады.

Температура батарея сыйымдылығына да, кулондық тиімділікке де айтарлықтай әсер етеді. Литий-ионды батарея 25 градуста 100 ам-сағат, бірақ -10 градуста тек 80 ам-сағатты қамтамасыз етуі мүмкін. Күрделі енгізулер термистор көрсеткіштеріне негізделген тиімді қуатты реттейтін температуралық компенсацияны қамтиды.

Батареяның ескіруі батареяның қызмет ету мерзімі бойынша SOC бағалауын қиындатады. Екі{1}}жылдық-батарея жинағы бастапқы сыйымдылығының тек 85%-ын ғана сақтай алады. Мерзімді қайта калибрлеусіз, кулондық санау әлі де бастапқы 100% сыйымдылық негізінде SOC есептейді, бұл барған сайын дәл емес бағалауларға әкеледі. Көптеген жүйелер мұны зарядтың разряд циклдерінен-қуатының нашарлауын бақылайтын{7}}денсаулық күйінің{8}}алгоритмдері арқылы шешеді.

Бес негізгі қате көзі кулондық санау дәлдігіне әсер етеді. Ағымдағы сенсор қателері ең маңызды үлес қосады{1}}тіпті 10 миллиамп офсеттік қате 24 сағат ішінде 0,24 ам-сағатқа жиналады. 50 ам-сағаттық батареяда бұл тәулігіне 0,5% SOC қатесін білдіреді.

Интеграциялық жуықтау қателері сандық жүйелердің дискретті таңдау сипатынан туындайды. Тікбұрышты интеграцияны сирек таңдап алу арқылы пайдалану ток тез өзгеретін кезде қателер тудырады. 1-секундтық іріктеу аралығы баяу өзгеретін жүктемелер кезінде ең аз қателік береді, бірақ кенеттен қуат өсу кезінде маңызды мәліметтерді жіберіп алуы мүмкін. Қазіргі жүйелер бұл қателерді азайту үшін трапеция немесе Симпсон ережесі сияқты жоғары ретті интеграция әдістерін жиі пайдаланады.

Батарея сыйымдылығының белгісіздігі өндіріс өзгерістерінен, температура әсерінен және қартаюдан туындайды. Бір өндірістік топтаманың екі ұяшығы нақты сыйымдылығы бойынша 2-3%-ға ерекшеленуі мүмкін. Бұл белгісіздік тікелей SOC бағалау қатесіне айналады-егер сіз батарея 50 амп/сағ ұстайды деп ойласаңыз, бірақ ол шын мәнінде 49 ұстайды, сіздің SOC жүйелі түрде 2%-ға жоғары болады.

Уақыт осцилляторының дрейфі ағымдағы интеграцияның уақыт компонентіне әсер етеді. 50 ppm дәлдігі бар кристалдық осциллятор қысқа уақыт ішінде шамалы қателер ғана береді, бірақ үздіксіз жұмыс кезінде апталар немесе айлар бойы жинақталуы мүмкін. Температуралық -компенсацияланған кристалдық осцилляторлар көптеген қолданбалар үшін бұл қате көзін елеусіз деңгейге дейін төмендетеді.

Кумулятивтік қателер кулондық санаудағы негізгі қиындықты білдіреді. Әрбір оқумен қалпына келтірілетін лездік өлшемдерден айырмашылығы, интеграция қателері уақыт өте келе күрделене түседі. Әр циклдегі 1% қате, жүйе қайта калибрленбесе, он циклден кейін 10% қатеге айналады. Energies (2021) журналында жарияланған зерттеулер{6}}жиынтық қателер ұзақ уақыт бойы түзетусіз SOC бағалауларын "мүлдем жарамсыз" ете алатынын көрсетті.

Әдеттегі дәлдік негізгі енгізулердегі 3{3}}4%-дан жақсартылған алгоритмдермен 2%-ға дейін ауытқиды. Кулондық санауды Калман сүзгілерін қолданатын кернеуге негізделген түзету-мен біріктіретін жүйелер 1%-дан төмен дәлдікке жетеді. PowerTech Systems литий-ионды қолданбаларға арналған коммерциялық кулон есептегіш өнімдерінде 1%-дан аз өлшеу қателері туралы хабарлайды.

Батареяны басқару жүйелері кулондық санауды ұяшықтарды теңестіру, жылуды басқару және қорғау схемаларымен қатар негізгі функция ретінде біріктіреді. Ток сенсоры, әдетте 0,5-тен 5 миллиомға дейінгі дәлдіктегі шунттаушы резистор, негізгі ток жолында отырады. Холл{4}}әсер датчиктері гальваникалық оқшаулауды қамтамасыз ететін және қуаттың таралуына қатысты алаңдаушылықтарды жоя отырып, жоғары ток қолданбалары үшін балама ұсынады.

Микроконтроллер микробағдарламасы біріктіру алгоритмін жүзеге асырады және калибрлеу процедураларын басқарады. Көлікті тұтану немесе құрылғыны іске қосу кезінде BMS тұрақты жадтан -соңғы сақталған SOC мәнін оқиды. Содан кейін кулондарды санауды осы бастапқы нүктеден бастайды. Жүйе жаңартуларды мерзімді түрде сақтайды-кейбір іске асырулар күтпеген қуат үзілістері кезінде деректердің минималды жоғалуын қамтамасыз ету үшін бірнеше минут сайын флэш жадқа жазады.

Электрлік көліктердегі автомобиль BMS-лері кулондарды санаудың ерекше күрделі қондырғыларын пайдаланады. Мысалы, Tesla аккумуляторын басқару жүйесі килогерц жиіліктерінде ток үлгілерін алады және сенсорлық шуды азайту үшін бірнеше сүзу кезеңдерін қолданады. Жүйе әрбір модуль немесе ұяшық тобы үшін бөлек кулон есептегіштерін қолдайды, бұл сәтсіз ұяшықтарды көрсете алатын сыйымдылық сәйкессіздіктерін анықтауға мүмкіндік береді.

Торды сақтауға немесе телекоммуникацияға арналған өнеркәсіптік аккумуляторлық жүйелер бұдан да жоғары сенімділікті талап етеді. Бұл қолданбалар жиі ақауларды анықтау үшін бірнеше датчиктерді салыстыра отырып, екі немесе үш рет артық токты анықтауды іске қосады. Датчиктердің көрсеткіштері рұқсат етілген рұқсаттардан асып кеткенде, жүйе қалған сенсорлардағы жұмысты жалғастыра отырып, ақаулы сенсорды анықтап, оқшаулай алады.

Мерзімді қайта калибрлеу ұзақ мерзімді дәлдікті сақтау үшін өте маңызды-. Ең қарапайым тәсіл зарядтау тогы шекті мәннен (әдетте C/20) төмендегенше батареяны толығымен зарядтайды, содан кейін SOC мәнін 100% қалпына келтіреді. Сол сияқты, төмен{5}}вольтты өшіруге дейін разрядтау SOC мәнін 0% қалпына келтіреді. Көптеген тұтынушы құрылғылары бұл калибрлеуді әрбір 20-30 заряд циклі сайын автоматты түрде орындайды.

Ашық{0}}тізбектегі кернеуді калибрлеу жиірек түзету мүмкіндіктерін ұсынады. Батарея 30 минуттан бірнеше сағатқа дейін демалғаннан кейін, терминал кернеуі шын мәніне -ашық болады. Содан кейін BMS нақты SOC анықтау және кез келген жинақталған кулон санау қатесін түзету үшін OCV-SOC іздеу кестесіне сілтеме жасай алады. Бұл әдіс литий никель кобальт марганец оксиді (NMC) сияқты күшті кернеу-SOC корреляциясы бар батарея химияларымен жақсы жұмыс істейді.

Жетілдірілген кулондарды санау алгоритмдері кулондық тиімділікті түзетулерді қамтиды. Ng және басқалардың зерттеулері. (2009) заряд пен разряд тиімділігін бөлек есепке алу дәлдікті айтарлықтай жақсартатынын көрсетті. Зарядтау кезінде литий-иондық батареялар әдетте 98-99,5% тиімділік көрсетеді, ал разряд тиімділігі 99,8-99,9% жақындайды. Бұл мәндер температураға, ағымдағы жылдамдыққа және денсаулық жағдайына байланысты өзгереді.

Кальман фильтрінің синтезі кулондық санауды кернеу өлшемдерімен нақты-уақытта біріктіреді. Сүзгі екі бағалау әдісін олардың әрбір сәттегі салыстырмалы белгісіздігі негізінде өлшейді. Үлкен IR төмендеуіне байланысты кернеуді өлшеу сенімсіз болатын жоғары токтарда сүзгі кулондық санауға көбірек сенеді. Демалыс кезеңдерінде кернеуді өлшеу салмақты арттырады. Бұл бейімделу тәсілі екі әдістің де ең жақсысына қол жеткізеді.

Машиналық оқыту алгоритмдері SOC бағалауының алдыңғы қатарын көрсетеді. Мыңдаған заряд-разрядталатын нейрондық желілер қарапайым модельдер жіберіп алмайтын батареяның-ерекше әрекеттерін үйрене алады. Бұл жүйелер тіпті жинақталған қателердің қашан маңызды болатынын болжай алады және сәйкес калибрлеу процедураларын іске қоса алады.

Coulomb Counting

Кернеуді{0}}негізделген SOC бағалауы 20-90% SOC аралығында керемет тегіс кернеу қисықтарын сақтайтын литий темір фосфатты (LFP) батареялармен күреседі. Барлық диапазонда тек 50-100 милливольт өзгерісі орын алады. Кулонды санау батареяның химиясының кернеу сипаттамаларына қарамастан бірдей жақсы жұмыс істейді.

Әдіс зарядтау кезінде де, зарядтау кезінде де батареяның демалуын қажет етпестен үздіксіз жұмыс істейді. Кернеу{1}}негізделген әдістер тізбегіндегі кернеудің дәл көрсеткіштерін алу үшін батареяны 30 минуттан бірнеше сағатқа дейін бос тұруды қажет етеді. Автокөлікті күніне бірнеше рет басқаруға болатын электрлік көлік қолданбаларында мұндай демалыс кезеңдері табиғи түрде сирек кездеседі.

Есептеу талаптары модельге негізделген тәсілдермен- салыстырғанда қарапайым болып қалады. Кулон санауының негізгі іске асырылуы қымбат емес 8-разрядты микроконтроллерлермен оңай өңделетін көбейту және қосу операцияларын ғана қажет етеді. Кальман сүзгілері немесе нейрондық желі тәсілдері өзгермелі нүкте мүмкіндіктері бар 32 биттік процессорларды талап етеді және әлдеқайда көп қуат тұтынады.

Температура әсерлері кулондық санауға өлшеу принципінің өзінен гөрі, ең алдымен сыйымдылықты өзгерту арқылы әсер етеді. Кернеуге{1}}негізделген әдістер температураға-тәуелді сыйымдылық өзгерістеріне де, температураға-тәуелді кернеу ығысуларына да әсер етеді, бұл оларды дәл өтеу үшін күрделірек етеді.

Дәл бастапқы SOC талабы кулондық санаудың ең негізгі шектеуін білдіреді. Жүйе қате SOC мәнімен басталса, барлық кейінгі есептеулер осы қатені мұраға алады. Қуатты жоғалтатын аккумуляторлық жүйелер SOC анықтамалық нүктесін толығымен жоғалтады, бұл келесі іске қосу кезінде кернеуді өлшеуге сенуге мәжбүр етеді.

Өздігінен{0}}разряд жасырын ток ағынын жасайды, оны кулондық санау тікелей өлшей алмайды. Литий-иондық батареялар бөлме температурасында айына шамамен 2-5% -разрядталады, жоғары температурада артады. Ұзақ сақтау мерзімдері ішінде бұл бақыланбайтын сыйымдылық жоғалуы болжанған SOC мәнін шынайы мәннен жоғары жылжытады.

Өнімнің қызмет ету мерзімі ішінде сенсордың ауытқуы дәлдікті біртіндеп төмендетеді. 1% бастапқы дәлдігі бар ток сенсоры компоненттердің ескіруіне байланысты бес жыл ішінде 2-3% дейін ауытқуы мүмкін. Автокөлік қолданбалары сенсордың 15 жыл бойы тұрақтылығын және -40 градустан +85 градусқа дейінгі температура диапазонын анықтайды, бұл компоненттерді мұқият таңдауды және схема дизайнын қажет етеді.

Батарея сыйымдылығының қызмет ету мерзімі ішінде төмендеуі тұрақты калибрлеу мәселесін тудырады. Батарея 1000 цикл ішінде 20% сыйымдылығын жоғалтуы мүмкін. Егер BMS нақты қуатты мезгіл-мезгіл қайта бағаламаса, SOC есептеулері барған сайын оптимистік бола бастайды, бұл қауіпті шамадан тыс разряд жағдайларына мүмкіндік береді.

Ағымдағы жоғары{0}}қолданбаларда сенсордың ағымдағы қуатының шығыны проблемаға айналады. 1 миллиомдық резистор арқылы өтетін 100-ампер разрядтық ток 10 ваттты таратады. Бұл 3,3 киловатт жүйеде 0,3% энергия шығынын білдіреді - шамалы, бірақ елеусіз емес. Төмен кедергісі бар шунттар шығындарды азайтады, бірақ төмен токтарда өлшеу дәлдігін төмендетеді.

Кулондық санауды қосымша әдістермен біріктіретін гибридті тәсілдер жоғары өнімділікке қол жеткізеді. Кеңейтілген Калман сүзгісі (EKF) кулондық санау негізінде кернеу әрекетін болжау үшін батарея эквивалентті схема үлгісін пайдаланады, содан кейін болжанған және өлшенген кернеу арасындағы айырмашылық негізінде SOC бағалауын түзетеді. Бұл жинақтау қателерін шектейтін-өздігінен түзететін жүйені жасайды.

Электрохимиялық кедергі спектроскопиясы (EIS) денсаулық жағдайын бағалау үшін кулондық санауды толықтыра алады. Көптеген жиіліктердегі аккумулятордың кедергісін өлшеу арқылы жүйе ішкі кедергінің өсуін және сыйымдылықтың төмендеуін сипаттайды. Бұл ақпарат батарея ескірген сайын дәлдікті сақтай отырып, кулондық санау есептеулеріндегі сыйымдылық параметрін жаңартады.

Тарихи заряд{0}}разряд деректері бойынша оқытылған жасанды нейрондық желілер сыйымдылықтың төмендеу үлгілерін болжай алады. Бұл болжамдар қателер маңызды болғанға дейін проактивті қайта калибрлеуге мүмкіндік береді. Кейбір зерттеушілер кулондық санау және нейрондық желі тәсілдерін пайдалана отырып, SOC бағалау дәлдігін 1% шегінде хабарлайды.

Зарядтау кезіндегі дифференциалды кернеуді талдау толық зарядтау-разряд циклдерін қажет етпестен мерзімді калибрлеу нүктелерін қамтамасыз етеді. dV/dQ қисығындағы сипаттамалық шыңдар SOC абсолютті анықтауға мүмкіндік беретін сыйымдылықтың төмендеуіне қарамастан арнайы SOC мәндерінде орын алады. Бұл әдіс әсіресе литий никель марганец кобальт оксиді химияларында тиімді.

Арнайы кулон санау IC барлық қажетті функцияларды бір чипке біріктіреді. Texas Instruments компаниясының BQ сериясы және STMicroelectronics компаниясының STC31xx отбасы 16 биттік ADC, ағымдағы интеграция, температураны сезіну және I²C/SPI интерфейстері бар осы тәсілдің мысалы болып табылады. Бұл чиптер меншікті өтемақы алгоритмдері арқылы өлшеу дәлдігін жақсарта отырып, дизайн күрделілігін және тақта кеңістігін азайтады.

Сезімтал резисторды таңдау қуаттың таралуына қарсы теңестіру дәлдігін қамтиды. 100-ампер қолданбасындағы 0,5-миллиом резистор 5 ватты таратады, бірақ шуға сезімтал жоғары күшейткіштерді қажет ететін 50 милливольттық толық шкалалық сигналды ғана жасайды. 5 миллион резистор 500 милливольт сигнал береді, бірақ 50 ватт таратады - көптеген қолданбаларда қолайсыз. Әдеттегі автомобиль конструкциялары 80-100 дБ жалпы режимді қабылдамауды ұсынатын дифференциалды күшейткіштері бар 0,1-1,0 миллиом резисторларды пайдаланады.

Холл{0}}әсер ток датчиктері кернеудің төмендеуін емес, магнит өрісін өлшеу арқылы қуат шығыны мәселесін толығымен болдырмайды. Дегенмен, олар офсеттік қателерді (әдетте автомобильдік датчиктерде 50-200 мА-), температураға байланысты ауытқуларды және маневр негізіндегі шешімдерге қарағанда қымбатқа түседі. 200 амперден жоғары қолданбалар осы шектеулерге қарамастан Hall сенсорларына көбірек ұнайды.

Аналогты{0}}-цифрлық түрлендіргішті таңдау дәлдікке тікелей әсер етеді. 100{7}}ампер толық-тогын өлшейтін 12{5}}биттік ADC жоғары қуатты қолданбалар үшін жарамды шамамен 25-миллиамп ажыратымдылықты қамтамасыз етеді, бірақ бос токтары миллиампер деңгейіндегі құрылғылар үшін жеткіліксіз. Батареяны басқарудың қазіргі заманғы жүйелері ең жоғары жүктеме кезінде микроамп ұйқы токтарынан жүздеген амперге дейінгі динамикалық диапазонды өңдеу үшін 16-биттік немесе тіпті 24-биттік түрлендіргіштерді пайдаланады.

Coulomb Counting

Электрлік көлікті енгізу масштабта кулондық санауды көрсетеді. Nissan Leaf аккумуляторын басқару жүйесі әрбір ұяшықтар тобының заряд ағынын қадағалап, көлікке қашықтықты бағалауды көрсетуге және батарея заряды таусылғанға дейін ескертулерді іске қосуға мүмкіндік береді. Жүздеген зарядтау{2}}циклдерінен кейін жүйе толық зарядтау кезінде мерзімді қайта калибрлеу арқылы SOC дәлдігін 3-5% аралығында сақтайды.

Смартфонның аккумуляторлық өлшеуіштері құны мен қуат тұтынуына байланысты жеңілдетілген кулондық санауды қолданады. Бұл жүйелер әдетте 5-10% дәлдікке жетеді, бұл батарея деңгейінің төрт немесе бес жолағын көрсету үшін жеткілікті, бірақ автомобильді енгізуге қарағанда дәлірек емес. Жанармай өлшегіш тізбегінің қуат бюджеті айтарлықтай паразиттік ағызуды болдырмау үшін 100 микроамперден төмен болуы керек.

Торлы{0}}батареяның жадысы зарядтауды жоспарлауды оңтайландыру-және істен шыққан модульдерді анықтау үшін ерекше дәлдікті талап етеді. Бұл жүйелер қосарлы шунттар мен бірнеше ADC көмегімен артық токты сезінуді пайдаланады. Бағдарламалық қамтамасыз ету алгоритмдері қателер орын алмас бұрын болжамды техникалық қызмет көрсетуге мүмкіндік беретін -өлшеулерді және 0,5%-дан асатын сәйкессіздіктерді тексереді.

Әскери және аэроғарыштық қолданбалар ең жоғары сенімділікті талап етеді, көбінесе дауыс беру логикасы бар үш-артық датчикті енгізеді. Батареяны басқару жүйесі үш тәуелсіз кулон санау тізбегін салыстырады және медиана мәнін пайдаланады. Кез келген сенсор рұқсат етілген шектен ауытқыса, жүйе техникалық қызмет көрсету әрекеті үшін ақаулықты тіркеген кезде ол еленбейді.

Аппараттық құралдардың күрделілігін немесе құнын қоспай, кулондық санаудың дәлдігін жақсарту әдістерін зерттеу жалғасуда. Батареяның -спецификалық әрекеттерін алғашқы ондаған циклде үйренетін адаптивті алгоритмдер-бір бірлікті калибрлеу мүмкін емес-жаппай шығарылатын құрылғылардағы қателерді азайтуға уәде береді.

Сымсыз аккумуляторды басқару жүйелері әрбір ұяшықты орталық контроллерге қосатын сым сымдарын жояды. Әрбір ұяшық модулі өзінің кулон есептегішін қамтиды және деректерді сымсыз протокол арқылы жібереді. Бұл архитектура электр көліктеріндегі салмақты азайтады және құрастыруды жеңілдетеді, бірақ ол бірнеше тәуелсіз өлшемдерді синхрондау кезінде қиындықтар туғызады.

Алдағы бірнеше жыл ішінде шығарылатын қатты күйдегі батареялар{0}} кулон санау тәсілдерін өзгертуді қажет етуі мүмкін. Бұл батареялар кәдімгі литий-иондық жасушалармен салыстырғанда -әртүрлі зарядтау сипаттамалары мен қартаю механизмдерін көрсетеді. Уақыт өте келе токты біріктірудің негізгі принципі жарамды болып қала береді, бірақ калибрлеу стратегиялары мен тиімділік факторлары жаңартуды қажет етеді.

Батареяның цифрлық егіздерімен интеграция қызықты мүмкіндіктер ұсынады. Әрбір аккумулятор күйінің толық тарихына негізделген егжей-тегжейлі есептеу үлгісін сақтай отырып, жүйелер SOC бағалауында бұрын-соңды болмаған дәлдікке қол жеткізе алады. Бұл модельдер ток, кернеу, температура және кедергі өлшемдерінен алынған деректерді біріктіретін көптеген кірістердің бірі ретінде кулондық санауды қосады.

Аккумулятор кернеуі көптеген химия үшін заряд күйін тікелей көрсетпейді. Литий темір фосфатты батареялар 20-90% SOC бойынша тұрақты дерлік кернеуді сақтайды, бұл-негізделген кернеуді бағалауды мүмкін емес етеді. Кернеу-SOC корреляциясы жақсырақ литий кобальт оксиді батареяларымен байланыс температураға, жасқа және жүктеме тоғына байланысты өзгереді. Кулондық санау кернеу әрекетіне қарамастан нақты заряд ағынын бақылайды.

Калибрлеу жиілігі қолданба талаптарына және қателерге төзімділікке байланысты. Тұтынушы құрылғылары әдетте 100% зарядтау арқылы әрбір 20-30 толық цикл сайын калибрленеді. Электрлік көліктер ай сайын немесе батарея белгілі күйге жеткенде калибрлеуі мүмкін. Жоғары дәлдікті қажет ететін маңызды қолданбалар апта сайын калибрлеуі мүмкін немесе мезгілдік қайта калибрлеуді толығымен болдырмау үшін Калман сүзгісі арқылы үздіксіз түзетуді қолдана алады.

Иә, кулондық санау екі бағытта да үздіксіз жұмыс істейді. Зарядтау кезінде ол ток ағып жатқанда кулондарды қосады. Зарядтау кезінде ток ағып жатқанда кулондарды азайтады. Жүйе әр бағытта әртүрлі кулондық тиімділіктерді реттейді{3}}заряд тиімділігі әдетте 98-99% жұмыс істейді, ал разряд тиімділігі литий-ионды батареялар үшін 99,5% асады.

Жүйе сыйымдылықтың төмендеуін бақыламаса, дәлдік төмендейді. Кулон санау алгоритмі бастапқы сыйымдылық мәнін пайдалануды жалғастыра отырып, батареялар ескірген сайын сыйымдылығын жоғалтады. Бұл болжанған SOC-тің оптимистік болуын тудырады. Жетілдірілген BMS енгізулері мезгіл-мезгіл нақты қуатты өлшейді және ескіргеніне қарамастан дәлдікті сақтай отырып, есептеу параметрлерін жаңартады.

Кулондық санаудың практикалық жетістігі оның қарапайымдылығы мен дәлдігі арасындағы тепе-теңдікке байланысты. Мінсіз болмаса да, ол мерзімді калибрлеумен үйлескенде көптеген қолданбалар үшін жеткілікті дәлдікті қамтамасыз етеді. Әдістің есептеу тиімділігі оны отын өлшегішінің өзі ең аз қуатты тұтынуы қажет-аккумулятормен жұмыс істейтін құрылғылар үшін өте қолайлы етеді. Батарея технологиясы дамып, энергияны сақтау қолданбалары көбейген сайын, кулондық санау нарықтың әрбір сегментінде қайта зарядталатын батареяларды басқарудың негізгі құралы болып қала береді.