લિથિયમ ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જનો સિદ્ધાંત અને વીજળીની ગણતરી પદ્ધતિની ડિઝાઇન
2. બેટરી મીટરનો પરિચય
2.1 વિદ્યુત મીટરનું કાર્ય પરિચય
બેટરી મેનેજમેન્ટને પાવર મેનેજમેન્ટના ભાગ તરીકે ગણી શકાય.બેટરી મેનેજમેન્ટમાં, વીજળી મીટર બેટરીની ક્ષમતાના અંદાજ માટે જવાબદાર છે.તેનું મૂળભૂત કાર્ય વોલ્ટેજ, ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ વર્તમાન અને બેટરીના તાપમાનનું નિરીક્ષણ કરવાનું છે અને બેટરીની ચાર્જની સ્થિતિ (SOC) અને સંપૂર્ણ ચાર્જ ક્ષમતા (FCC) નો અંદાજ કાઢવાનો છે.બેટરીના ચાર્જની સ્થિતિનો અંદાજ કાઢવા માટે બે વિશિષ્ટ પદ્ધતિઓ છે: ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ પદ્ધતિ (OCV) અને કુલમેટ્રિક પદ્ધતિ.બીજી પદ્ધતિ RICHTEK દ્વારા રચાયેલ ડાયનેમિક વોલ્ટેજ અલ્ગોરિધમ છે.
2.2 ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ પદ્ધતિ
ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને વીજળી મીટરને સમજવું સરળ છે, જે ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજના ચાર્જની અનુરૂપ સ્થિતિને ચકાસીને મેળવી શકાય છે.જ્યારે બેટરી 30 મિનિટથી વધુ સમય માટે આરામ કરતી હોય ત્યારે ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજને બેટરી ટર્મિનલ વોલ્ટેજ માનવામાં આવે છે.
બેટરી વોલ્ટેજ વળાંક વિવિધ લોડ, તાપમાન અને બેટરી વૃદ્ધત્વ સાથે બદલાશે.તેથી, નિશ્ચિત ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટમીટર સંપૂર્ણપણે ચાર્જની સ્થિતિનું પ્રતિનિધિત્વ કરી શકતું નથી;માત્ર ટેબલ ઉપર જોઈને ચાર્જની સ્થિતિનો અંદાજ લગાવી શકાતો નથી.બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જો માત્ર ટેબલ ઉપર જોઈને ચાર્જની સ્થિતિનો અંદાજ લગાવવામાં આવે, તો ભૂલ મોટી હશે.
નીચેનો આંકડો દર્શાવે છે કે ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ હેઠળ ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ પદ્ધતિ દ્વારા સમાન બેટરી વોલ્ટેજની ચાર્જની સ્થિતિ (SOC) ખૂબ જ અલગ છે.
આકૃતિ 5. ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ શરતો હેઠળ બેટરી વોલ્ટેજ
તે નીચેની આકૃતિ પરથી જોઈ શકાય છે કે ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન વિવિધ લોડ હેઠળ ચાર્જની સ્થિતિ મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે.તેથી મૂળભૂત રીતે, ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ પદ્ધતિ ફક્ત એવી સિસ્ટમ્સ માટે જ યોગ્ય છે કે જેને ચાર્જની સ્થિતિની ઓછી ચોકસાઈની જરૂર હોય, જેમ કે લીડ-એસિડ બેટરીનો ઉપયોગ કરતી કાર અથવા અવિરત વીજ પુરવઠો.
આકૃતિ 6. ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન વિવિધ લોડ હેઠળ બેટરી વોલ્ટેજ
2.3 કુલમેટ્રિક પદ્ધતિ
કોલોમેટ્રીનો ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત બેટરીના ચાર્જિંગ/ડિસ્ચાર્જિંગ પાથ પર ડિટેક્શન રેઝિસ્ટરને જોડવાનો છે.ADC ડિટેક્શન રેઝિસ્ટન્સ પર વોલ્ટેજને માપે છે અને તેને ચાર્જ અથવા ડિસ્ચાર્જ કરવામાં આવતી બેટરીના વર્તમાન મૂલ્યમાં રૂપાંતરિત કરે છે.રિયલ-ટાઇમ કાઉન્ટર (RTC) વર્તમાન મૂલ્યને સમય સાથે સંકલિત કરી શકે છે અને જાણવા માટે કે કેટલા કૂલમ્બ વહે છે.
આકૃતિ 7. કુલોમ્બ માપન પદ્ધતિનો મૂળભૂત કાર્ય મોડ
કુલમેટ્રિક પદ્ધતિ ચાર્જિંગ અથવા ડિસ્ચાર્જિંગ દરમિયાન ચાર્જની વાસ્તવિક સમયની સ્થિતિની ચોક્કસ ગણતરી કરી શકે છે.ચાર્જ કુલોમ્બ કાઉન્ટર અને ડિસ્ચાર્જ કુલોમ્બ કાઉન્ટર સાથે, તે શેષ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષમતા (RM) અને સંપૂર્ણ ચાર્જ ક્ષમતા (FCC) ની ગણતરી કરી શકે છે.તે જ સમયે, બાકીની ચાર્જ ક્ષમતા (RM) અને સંપૂર્ણ ચાર્જ ક્ષમતા (FCC) નો ઉપયોગ ચાર્જની સ્થિતિ (SOC=RM/FCC) ની ગણતરી કરવા માટે પણ થઈ શકે છે.વધુમાં, તે બાકીના સમયનો અંદાજ પણ લગાવી શકે છે, જેમ કે પાવર એક્ઝોશન (TTE) અને પાવર ફુલનેસ (TTF).
આકૃતિ 8. કુલોમ્બ પદ્ધતિનું ગણતરી સૂત્ર
ત્યાં બે મુખ્ય પરિબળો છે જે કુલોમ્બ મેટ્રોલોજીની ચોકસાઈ વિચલનનું કારણ બને છે.પ્રથમ વર્તમાન સેન્સિંગ અને ADC માપનમાં ઓફસેટ ભૂલનું સંચય છે.જો કે હાલની ટેક્નોલોજી સાથે માપનની ભૂલ પ્રમાણમાં નાની છે, જો તેને દૂર કરવા માટે કોઈ સારી પદ્ધતિ ન હોય તો, ભૂલ સમય જતાં વધતી જશે.નીચેનો આંકડો બતાવે છે કે વ્યવહારિક એપ્લિકેશનમાં, જો સમય અવધિમાં કોઈ સુધારણા ન હોય, તો સંચિત ભૂલ અમર્યાદિત છે.
આકૃતિ 9. કુલોમ્બ પદ્ધતિની સંચિત ભૂલ
સંચિત ભૂલને દૂર કરવા માટે, સામાન્ય બેટરી ઓપરેશનમાં ત્રણ સંભવિત સમય બિંદુઓ છે: ચાર્જનો અંત (EOC), ડિસ્ચાર્જનો અંત (EOD) અને આરામ (આરામ).બેટરી સંપૂર્ણ ચાર્જ થઈ ગઈ છે અને જ્યારે ચાર્જિંગની અંતિમ સ્થિતિ પર પહોંચી જાય ત્યારે ચાર્જની સ્થિતિ (SOC) 100% હોવી જોઈએ.ડિસ્ચાર્જ એન્ડ કન્ડીશનનો અર્થ છે કે બેટરી સંપૂર્ણપણે ડિસ્ચાર્જ થઈ ગઈ છે અને ચાર્જની સ્થિતિ (SOC) 0% હોવી જોઈએ;તે સંપૂર્ણ વોલ્ટેજ મૂલ્ય અથવા લોડ સાથે ફેરફાર હોઈ શકે છે.જ્યારે બાકીની સ્થિતિમાં પહોંચે છે, ત્યારે બેટરી ચાર્જ થતી નથી કે ડિસ્ચાર્જ થતી નથી, અને તે લાંબા સમય સુધી આ સ્થિતિમાં રહે છે.જો વપરાશકર્તા કોલોમેટ્રિક પદ્ધતિની ભૂલને સુધારવા માટે બેટરીની બાકીની સ્થિતિનો ઉપયોગ કરવા માંગે છે, તો તેણે આ સમયે ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટમીટરનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે.નીચેનો આંકડો દર્શાવે છે કે ઉપરોક્ત શરતો હેઠળ ચાર્જની ભૂલની સ્થિતિ સુધારી શકાય છે.
આકૃતિ 10. કુલમેટ્રિક પદ્ધતિની સંચિત ભૂલને દૂર કરવા માટેની શરતો
કુલોમ્બ મીટરિંગ પદ્ધતિની ચોકસાઈના વિચલનનું કારણ બનેલું બીજું મુખ્ય પરિબળ સંપૂર્ણ ચાર્જ ક્ષમતા (FCC) ભૂલ છે, જે બેટરીની ડિઝાઇન ક્ષમતા અને બેટરીની વાસ્તવિક પૂર્ણ ચાર્જ ક્ષમતા વચ્ચેનો તફાવત છે.સંપૂર્ણ ચાર્જ ક્ષમતા (FCC) તાપમાન, વૃદ્ધત્વ, ભાર અને અન્ય પરિબળોથી પ્રભાવિત થશે.તેથી, કુલમેટ્રિક પદ્ધતિ માટે પુનઃ-શિક્ષણ અને સંપૂર્ણ ચાર્જ ક્ષમતાની વળતર પદ્ધતિ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.નીચેનો આંકડો SOC ભૂલનું વલણ બતાવે છે જ્યારે સંપૂર્ણ ચાર્જ ક્ષમતા વધારે પડતી અને ઓછી આંકવામાં આવે છે.
આકૃતિ 11. જ્યારે સંપૂર્ણ ચાર્જ ક્ષમતા વધારે પડતી અને ઓછી આંકવામાં આવે ત્યારે ભૂલનું વલણ
પોસ્ટ સમય: ફેબ્રુઆરી-15-2023