Kawalan cas pintar – arus berbilang peringkat, penamatan adaptif, tolok bahan api – semuanya mengandaikan pengetahuan tentang keadaan cas sel, namun NiMH ialah salah satu kimia yang paling sukar diukur. Voltan litar terbukanya kekal hampir rata merentasi julat boleh guna, lalu menghapuskan carian mudah voltan-ke-SOC yang dinikmati pereka litium; oleh itu penganggar mesti mengintegrasikan arus mengikut masa dan kemudian melawan hanyutan yang tidak dapat dielakkan terkumpul oleh pengamiran. Makalah ini menerangkan mengapa carian OCV gagal bagi NiMH, membina penganggar pengiraan Coulomb dan bajet ralatnya, menunjukkan bagaimana kecekapan cas dan nyahcas sendiri mesti dimodelkan dan bukannya diabaikan, dan menetapkan strategi pelabuhan dan set semula yang mengekalkan anggaran SOC semasa cas cukup boleh dipercayai untuk mengemudi arus.
Dalam sel litium, voltan rehat secara munasabah memetakan keadaan cas, memberi penganggar set semula percuma; dalam NiMH tindak balas dwifasa elektrod nikel mengekalkan keupayaan yang pada asasnya tetap merentasi kebanyakan julat, dan dataran tekanan negatif hidrida juga rata. Voltan litar terbuka yang diukur berubah hanya berpuluh-puluh milivolt dari 20 hingga 80 peratus SOC, jauh dalam sebaran yang disebabkan oleh suhu, usia dan histeresis, jadi tiada carian voltan dapat menyelesaikan SOC di situ.
Semasa mengecas masalahnya lebih teruk lagi: voltan terminal didominasi oleh lebihupaya dan kejatuhan ohmik yang berskala dengan arus dan rintangan, maka tindakan mengecas itu sendiri menutupi maklumat keseimbangan. Voltan mengekalkan nilai hanya pada hujung-hujung (kelayakan nyahcas dalam, puncak hujung cas) dan sebagai isyarat penamatan kumpulan sebelumnya, bukan sebagai meter SOC pertengahan cas.
Penganggar praktikal mengintegrasikan arus bersih: SOC(t) = SOC0 + (1/Cap) kamiran eta(I,T,SOC) I dt, menolak nyahcas sendiri. Setiap istilah membawa ralat. Sensor arus mempunyai ralat ofset dan gandaan yang terintegrasi menjadi tanjakan; kapasiti Cap susut dengan usia; kecekapan eta di bawah satu dan berbeza mengikut keadaan cas, arus dan suhu seperti yang ditetapkan dalam Makalah 2; dan SOC0 sendiri tidak pasti pada masa pemasukan. Ralat terkumpul secara monoton, maka kiraan yang tidak diperbetulkan terhanyut beberapa peratus dalam satu cas dan teruk merentasi banyak kitaran.
Mengukur bajet secara kuantitatif – ofset sensor dalam miliampere ditukar kepada peratus sejam, ketidakpastian kapasiti daripada penuaan, ralat eta tertumpu pada jalur akhir – memberitahu pereka berapa kerap dan seberapa kuat anggaran mesti dilabuhkan semula, dan sama ada ketepatannya mencukupi untuk memilih peringkat arus cas.
Oleh kerana penerimaan cas jatuh hampir penuh (Makalah 2), mengira semua arus yang dihantar sebagai cas tersimpan akan melebih anggar SOC tepat pada jalur akhir di mana kawalan paling sensitif; penganggar mesti mendarabkan arus masuk dengan kecekapan bergantung keadaan eta_Q(SOC,I,T), tinggi sepanjang pertengahan cas dan menurun melepasi lutut permulaan oksigen. Nyahcas sendiri, yang sangat bergantung pada suhu dan tinggi dalam sel baharu, mesti ditolak semasa rehat, jika tidak sel yang ditinggalkan dalam pengecas dipercayai penuh secara salah sedangkan ia telah sebahagian kosong.
Kimia nyahcas sendiri rendah mengurangkan istilah ini tetapi tidak menghapuskannya; model biasanya ialah arus bocor setara kecil yang meningkat dengan suhu. Memasukkan eta dan nyahcas sendiri menukar kaunter ampere-jam yang naif kepada imbangan cas fizikal yang ralat bakanya cukup terbatas untuk pembetulan berasaskan model.
Tanpa set semula OCV, pelabuhan NiMH datang daripada titik hujung yang diketahui dan tandatangan dinamik. Cas lengkap yang ditamatkan mengikut kriteria mewujudkan pelabuhan SOC tinggi (hampir penuh); nyahcas terkawal sehingga titik potong mewujudkan pelabuhan SOC rendah; puncak voltan hujung cas dan infleksi terma, dan lutut voltan hujung nyahcas, ialah pelabuhan peristiwa yang boleh diperhatikan di bawah beban. Di antara pelabuhan penganggar membuat pengiraan secara anggaran, dan setiap pelabuhan menarik anggaran terintegrasi kembali kepada nilai yang diketahui.
Dalam peranti sentiasa bersambung – kenderaan hibrid, sistem sandaran – kitaran cas/nyahcas berulang dan boleh diramal menyediakan pelabuhan yang kerap, itulah sebabnya anggaran SOC NiMH dalam hibrid agak mudah dikendalikan walaupun OCV rata; dalam pengecas pengguna yang digunakan secara sporadis, SOC pemasukan biasanya tidak diketahui dan penganggar mesti bergantung pada pelabuhan cas penuh yang akan datang, mengutamakan kawalan arus berasaskan penamatan berbanding berasaskan SOC untuk kitaran pertama.
Apabila ketepatan lebih tinggi diperlukan, litar setara atau model elektrokimia digabungkan dengan pemerhati keadaan – penapis Kalman terlanjur atau adaptif yang menggabungkan pengamiran arus dengan ramalan voltan dan membetulkan SOC (dan kadangkala rintangan serta kapasiti) apabila model dan ukuran tidak bersetuju. Kerja NiMH yang dilaporkan menggunakan litar setara Randles peringkat kedua dengan penapis Kalman terlanjur adaptif mengekalkan SOC dalam kira-kira tambah-tolak 3 peratus walaupun daripada ralat awal 40 peratus, menunjukkan bagaimana pemerhati berasaskan model pulih daripada SOC0 yang buruk yang tidak dapat dilakukan oleh pengiraan tulen.
Rajah pertama membezakan carian OCV yang tidak dapat digunakan dengan tingkah laku hanyut-dan-pelabuhan pengiraan Coulomb; yang kedua menyusun gelung anggaran: ukur, integrasikan dengan kecekapan, ramal voltan melalui model dan betulkan – seni bina yang dikembangkan dalam makalah pemodelan yang menyusul.
Bagi reka bentuk pengecas, hierarki praktikal ialah: gunakan penamatan mengikut kriteria sebagai pelabuhan cas penuh yang berwibawa; gunakan pemeringkatan arus peka SOC hanya di mana anggaran berlabuhan wujud; modelkan eta dan nyahcas sendiri untuk memastikan kamiran jujur; dan tambah pemerhati hanya apabila keperluan ketepatan produk membenarkan kos penentukurannya. Sahkan penganggar terhadap instrumentasi rujukan merentasi jujukan kitaran yang panjang, dengan sengaja menyemai ralat SOC0 dan mengubah suhu, dan laporkan ralat SOC kes terburuk dan bukan nominal.
Weijiang menyediakan pencirian penerimaan cas dan nyahcas sendiri yang memparameterkan istilah kecekapan dan kebocoran bagi setiap gred. Makalah seterusnya mengkaji ukuran yang memberi makan kepada kedua-dua penamatan dan anggaran – rintangan dalaman dan impedans – dan bagaimana spektroskopi impedans elektrokimia memaklumkan kawalan cas.
Weijiang Power mereka bentuk dan mengeluarkan sel nikel-logam hibrida, pack yang dipadankan dan konfigurasi sedia untuk dicas bagi pelanggan pengguna, industri, perubatan dan mobiliti, dan menyokong rakan kongsi dengan panduan protokol cas, fail prestasi IEC 61951-2, bukti keselamatan IEC 62133-1 dan pengesahan bersama pengecas. Berikan format sel, kadar cas, had terma dan sasaran kitaran anda, dan jurutera kami akan menentukan kombinasi sel-dan-cas yang melindungi kedua-dua masa jalan dan hayat perkhidmatan. Semak rangkaian pada halaman produk.
