Wat tel Coulomb?
Ek is al meer kere oor SOC-skatting gevra as wat ek kan tel. Die vraag kom gewoonlik op wanneer iemand se pak 30% op die meter wys, maar twee minute later afskakel. Nege uit tien keer is die hoofoorsaak terug na Coulomb wat verkeerd getel het.
Die konsep
Coulomb-telspore laai in en laai uit. Redelik eenvoudig op papier. Jy integreer stroom met verloop van tyd, hou 'n lopende telling, en daardie telling vertel jou hoeveel sap in die sel oor is.
Die BMS monster stroom-gewoonlik iewers tussen 10 Hz en 100 Hz, afhangend van die toepassing-en elke monster word vermenigvuldig met die tydinterval. Voeg hulle by. Trek van jou aanvangskapasiteit af. Daar is jou SOC-nommer.
Waar dit lelik raak
Hier is wat die handboeke nie genoeg beklemtoon nie. Daardie stroomsensor waarop jy staatmaak, het drywing verreken. Dit het 'n winsfout. Dit het temperatuurkoëffisiënt. 'n Tipiese motor-shunt kan op ±0.5% spesifiseer, maar dit is onder ideale toestande by 25 grade. Plak dit in Julie onder 'n enjinkap in Phoenix, en jy kyk na verskillende getalle.
Ek het in 2019 aan 'n 48V sagte basterprogram gewerk. Ons het 'n Vishay-shunt gehad wat op 100 μΩ gegradeer is. Pragtige spesifikasieblad. In die laboratorium het alles perfek opgespoor. Sit dit in 'n voertuig wat regeneratiewe rem in stop-}en-verkeer, en na ses uur het die SOC 8% gedryf. Die termiese massa van die shunt kon nie tred hou met die huidige oorgange nie. Ons het uiteindelik 'n toegewyde temperatuursensor op die shunt self bygevoeg en 'n vergoedingsalgoritme in die BMS-firmware uitgevoer.
Die Laestroomprobleem
Hierdie een byt mense heeltyd. Jou Hall-effeksensor of jou shunt het 'n geraasvloer. Onder miskien 500 mA op 'n tipiese EV-pak, val die sein-tot-geraasverhouding uitmekaar. Maar die sel is steeds besig om self-ontlaai. Die BMS trek steeds russtroom. Die kontaktors het lekkasie.
Oor 'n parkeertydperk van twee-week tel hierdie klein strome op. Ek het gesien hoe pakke 3-4% SOC verloor wat die Coulomb-teller nooit geregistreer het nie. Die eienaar kom terug van vakansie, die meter wys 85%, maar die werklike kapasiteit is nader aan 81%. Doen dit 'n paar keer, en jou herkalibrasievensters kan nie inhaal nie.
Sommige spanne gebruik 'n parallelle self-ontladingsmodel. Ander dwing net 'n OCV-herkalibrasie af na enige rusperiode oor 4 uur. Daar is geen perfekte antwoord nie. Die ISO 26262-mense sal jou vra hoe jy dit in jou FMEA hanteer, en jy moet beter 'n gedokumenteerde strategie hê.
Kapasiteit vervaag
Die sel wat jy tydens ontwikkeling gekenmerk het, is nie die sel wat jy na 500 siklusse het nie. Die nominale kapasiteit daal. Die interne weerstand styg. Maar die Coulomb-toonbank weet dit nie tensy jy dit vertel nie.
TI se meter-IC's-die BQ34-reeks, byvoorbeeld-loop interne impedansienasporing en pas die volle laaikapasiteit oor tyd aan. Dit is 'n model-gebaseerde benadering bo-op basiese Coulomb-telling. Die Maxim 17205 doen iets soortgelyks. Vir persoonlike BMS-ontwerpe bou jy dit self, en dit vereis gevalideerde verouderingsdata van jou spesifieke selchemie.
NCM-selle tree anders op as LFP hier. LFP het daardie plat spanningsplato wat OCV-gebaseerde regstellings amper nutteloos maak in die 20-80% SOC-reeks. Jy staan vas en vertrou dat Coulomb swaarder tel, wat beteken dat jou huidige waarnemingsakkuraatheid selfs meer saak maak.
Praktiese herkalibrering
Volle lading is jou vriend. Wanneer spanning die beëindigingsdrempel bereik en stroom onder C/20 afneem of wat ook al jou afsnypunt is, stel jy terug na 100%. Eenvoudig. Betroubaar. Werk elke keer met die veronderstelling dat jou laaier en BMS saamstem oor wat "vol" beteken.
Einde van ontslag is moeiliker. Die spanningsknie is steil, temperatuur-afhanklik en beïnvloed deur onlangse lasgeskiedenis. Die meeste stelsels herkalibreer nie by leeg nie. Hulle gebruik net volle lading as die ankerpunt en vertrou die telling tussenin.
Sommige stilstaande bergingsinstallasies voer periodieke kapasiteitstoetse uit. Een keer per maand doen die stelsel 'n beheerde volle ontlading en herlaai. Dit gee jou grondwaarheid. Vlootoperateurs met EV's doen dit soms ook. Dit is operasioneel irriterend, maar los die drifprobleem op.
Wat ek vir nuwe ingenieurs vertel
Coulomb-telling is nie 'n gesofistikeerde algoritme nie. Dit is optel en aftrek met baie foutbronne. Die gesofistikeerdheid is om te verstaan waar die foute vandaan kom en strategieë te hê om dit te bind.
Kry jou huidige sensorkeuse reg. Verstaan die temperatuurgedrag. Beplan jou herkalibrasiestrategie voordat jy 'n enkele reël kode skryf. Toets met werklike selle by werklike temperature onder realistiese lasprofiele. Die bankopstelling met 'n kragbron en 'n elektroniese las gaan jou nie die probleme wys wat jy in die veld sal sien nie.
