Beth mae Coulomb yn ei Gyfrif?

Mae cyfrif Coulomb yn ddull sy'n olrhain y wefr drydanol sy'n llifo i mewn ac allan o fatri trwy fesur cerrynt yn barhaus a'i integreiddio dros amser. Mae'r dechneg hon yn caniatáu i systemau rheoli batri amcangyfrif y cynhwysedd a'r cyflwr gwefr sy'n weddill heb fesur yr egni sydd wedi'i storio yn uniongyrchol.

Mae'r egwyddor sylfaenol y tu ôl i gyfrif coulomb yn ymwneud â monitro pob amp-awr sy'n mynd i mewn neu'n gadael batri. Mae gwrthydd synhwyrau manwl gywir yn mesur y llif cerrynt, ac mae cylched bwrpasol yn integreiddio'r mesuriadau hyn ar draws cyfnodau amser. Pan fyddwch yn gwefru batri ar 2 amp am 3 awr, mae'r system yn cyfrif 6 amp-awr wedi'u hychwanegu at gapasiti'r batri. Yn ystod rhyddhau, mae'r broses yn rhedeg yn y cefn, gan dynnu amp-oriau wrth i'r cerrynt lifo allan.

Mae sglodion rheoli batri yn gwneud y cyfrifiad hwn yn barhaus, gan samplu cerrynt filoedd o weithiau yr eiliad fel arfer. Mae'r fformiwla integreiddio yn syml: mae'r newid mewn tâl yn cyfateb i gyfredol wedi'i luosi ag amser, wedi'i addasu ar gyfer effeithlonrwydd coulombig. Mae effeithlonrwydd Coulombic yn cyfrif am y ffaith na ellir adfer yr holl wefrau sy'n cael eu storio yn ystod gwefru yn ystod colledion rhyddhau oherwydd ymwrthedd mewnol, adweithiau ochr, a disipiad gwres.

Mae gweithrediadau modern yn defnyddio trawsnewidyddion analog 16{1}bit neu uwch-i-ddigidol wedi'u paru â microreolyddion. Mae'r Maxim MAX17303X + a Renesas RAA489206 yn cynrychioli datrysiadau caledwedd nodweddiadol, sy'n cynnwys proseswyr wedi'u mewnosod sy'n trin y gweithrediadau mathemategol. Mae'r sglodion hyn yn storio paramedrau batri mewn cof anweddol, gan sicrhau bod data'n parhau hyd yn oed pan fydd y batri yn draenio'n llwyr.

Coulomb Counting

Mae codi tâl batri ïon lithiwm yn dibynnu'n fawr ar gyfrif coulomb cywir i atal gor-godi tâl a chynyddu hyd oes y batri. Yn ystod -cyfnod codi tâl cyfredol cyson, mae cyfrif coulomb yn olrhain faint yn union o wefr sy'n mynd i mewn i'r celloedd batri. Wrth i'r batri nesáu at gapasiti llawn a thrawsnewidiadau i godi tâl foltedd cyson, rhaid mesur y cerrynt gostyngol yn fanwl gywir i benderfynu a yw'r codi tâl wedi'i gwblhau.

Mae systemau rheoli batris yn defnyddio data cyfrif coulomb i wneud penderfyniadau codi tâl critigol. Os yw'r system yn canfod bod 2.3 amp-awr wedi'u hychwanegu wrth wefru a bod capasiti graddedig y batri yn 2.5 amp-awr, mae'n gwybod bod y batri wedi'i wefru tua 92%. Mae'r wybodaeth hon yn atal y senario peryglus o wthio cerrynt i mewn i gell ïon lithiwm llawn gwefr, a all arwain at redeg i ffwrdd thermol.

Daw'r dull yn arbennig o werthfawr mewn-rhaglenni gwefru cyflym lle gall cerrynt gwefru gyrraedd 3C neu uwch. Ar y cyfraddau hyn, mae -dulliau amcangyfrif ar sail foltedd yn methu oherwydd gostyngiadau mawr mewn foltedd ar draws gwrthiant mewnol. Mae cyfrif Coulomb yn parhau i fod yn ddibynadwy oherwydd ei fod yn mesur y trosglwyddiad tâl gwirioneddol yn uniongyrchol waeth beth fo'r amrywiadau foltedd.

Ffactorau effeithlonrwydd codi tâl yn y cyfrifiadau yn wahanol yn ystod gwahanol gamau. Efallai y bydd batri ïon lithiwm yn dangos effeithlonrwydd o 99% yn ystod codi tâl cyfradd isel ond yn gostwng i 95% ar gyfraddau uchel oherwydd cynnydd yn y gwres a gynhyrchir. Mae systemau rheoli batri uwch yn addasu eu algorithmau cyfrif coulomb yn seiliedig ar fesuriadau tymheredd a cherrynt amser real.

Mae cyflwr y tâl yn cynrychioli'r capasiti sydd ar gael fel canran o'r capasiti uchaf. Mae cyfrif Coulomb yn cyfrifo SOC trwy rannu'r tâl cronedig â chyfanswm cynhwysedd y batri. Os yw batri 50 amp-awr wedi danfon 15 amp-awr ers gwefr lawn, mae'r SOC yn hafal i 70%.

Mae'r cyfrifiad yn gofyn am wybod y man cychwyn. Mae systemau batri fel arfer yn cychwyn SOC pan fydd y batri yn cyrraedd cyflwr hysbys naill ai wedi'i wefru'n llawn (a ddangosir trwy gyrraedd y terfyn foltedd gwefr gyda cherrynt lleiaf) neu wedi'i ollwng yn llawn (gan daro'r toriad foltedd isel). Gall mesuriadau foltedd cylched agored yn ystod cyfnodau gorffwys hefyd ddarparu pwyntiau graddnodi trwy gyfeirio at dablau chwilio sy'n mapio foltedd i SOC.

Mae tymheredd yn effeithio'n sylweddol ar gapasiti batri ac effeithlonrwydd coulombig. Gall batri ion lithiwm ddarparu 100 amp-awr ar 25 gradd ond dim ond 80 amp-awr ar -10 gradd . Mae gweithrediadau soffistigedig yn ymgorffori iawndal tymheredd, gan addasu'r gallu effeithiol yn seiliedig ar ddarlleniadau thermistor.

Mae heneiddio batri yn cymhlethu amcangyfrif SOC dros oes y batri. Mae'n bosibl y bydd pecyn batri dwy flynedd yn cadw dim ond 85% o'i gapasiti gwreiddiol. Heb ail-raddnodi cyfnodol, byddai cyfrif coulomb yn dal i gyfrifo SOC yn seiliedig ar y capasiti 100% gwreiddiol, gan arwain at amcangyfrifon cynyddol anghywir. Mae llawer o systemau'n mynd i'r afael â hyn trwy gyflwr-algorithmau iechyd sy'n olrhain diraddiad capasiti dros gylchoedd rhyddhau-.

Mae pum ffynhonnell gwall sylfaenol yn effeithio ar gywirdeb cyfrif coulomb. Gwallau synhwyrydd cyfredol sy'n cynrychioli'r cyfrannwr mwyaf arwyddocaol-mae hyd yn oed gwall gwrthbwyso 10 miliamp yn cronni i 0.24 amp-awr dros 24 awr. Mewn batri 50 amp-awr, mae hyn yn cyfateb i wall SOC o 0.5% y dydd.

Mae gwallau brasamcan integreiddio yn deillio o natur samplu arwahanol systemau digidol. Mae integreiddio hirsgwar â samplu anaml yn cyflwyno gwallau pan fydd cerrynt yn amrywio'n gyflym. Mae cyfwng samplu 1-eiliad yn cynhyrchu gwall lleiaf gyda llwythi sy'n newid yn araf ond gall fethu manylion pwysig yn ystod pigau pŵer sydyn. Mae systemau modern yn aml yn defnyddio dulliau integreiddio lefel uwch fel trapesoidal neu reol Simpson i leihau'r gwallau hyn.

Mae ansicrwydd cynhwysedd batri yn deillio o amrywiadau gweithgynhyrchu, effeithiau tymheredd, a heneiddio. Gallai dwy gell o'r un swp cynhyrchu amrywio o 2-3% mewn cynhwysedd gwirioneddol. Mae'r ansicrwydd hwn yn trosi'n uniongyrchol i wall amcangyfrif SOC-os ydych chi'n credu bod y batri yn dal 50 amp-oriau ond ei fod yn dal 49 mewn gwirionedd, bydd eich SOC yn systemataidd uchel o 2%.

Mae drifft oscillator amseru yn effeithio ar gydran amser yr integreiddiad presennol. Mae osgiliadur grisial gyda chywirdeb 50 ppm yn cyflwyno mân wallau yn unig dros gyfnodau byr ond gall gronni dros wythnosau neu fisoedd o weithrediad parhaus. Mae tymheredd osgiliaduron crisial wedi'i ddigolledu yn lleihau ffynhonnell y gwall hwn i lefelau dibwys ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau.

Mae gwallau cronnus yn cynrychioli'r her sylfaenol gyda chyfrif coulomb. Yn wahanol i fesuriadau ar unwaith sy'n ailosod gyda phob darlleniad, mae gwallau integreiddio yn gwaethygu dros amser. Mae gwall 1% fesul cylchred yn dod yn wall o 10% ar ôl deg cylch oni bai bod y system yn ailgalibradu. Dangosodd ymchwil a gyhoeddwyd yn Energies (2021) y gall gwallau cronnus amser wneud amcangyfrifon SOC yn “hollol annilys” dros gyfnodau estynedig heb eu cywiro.

Mae cywirdeb nodweddiadol yn amrywio o 3-4% mewn gweithrediadau sylfaenol i lai na 2% gydag algorithmau uwch. Mae systemau sy'n cyfuno cyfrif coulomb â chywiriad ar sail foltedd gan ddefnyddio hidlyddion Kalman yn cyflawni cywirdeb o dan 1%. Mae PowerTech Systems yn adrodd bod gwallau mesur llai nag 1% yn eu cynhyrchion cownter coulomb masnachol ar gyfer cymwysiadau lithiwm-ion.

Mae systemau rheoli batri yn integreiddio cyfrif coulomb fel swyddogaeth graidd ochr yn ochr â chydbwyso celloedd, rheolaeth thermol a chylchedau amddiffyn. Mae'r synhwyrydd cerrynt, fel arfer gwrthydd siyntio manwl gywir yn amrywio o 0.5 i 5 miliohms, yn eistedd yn y prif lwybr cerrynt. Mae synwyryddion effaith Hall yn cynnig dewis arall ar gyfer cymwysiadau cyfredol uchel, gan ddarparu ynysu galfanig a dileu pryderon afradu pŵer.

Mae firmware microcontroller yn gweithredu'r algorithm integreiddio ac yn rheoli arferion graddnodi. Yn ystod tanio cerbyd neu wrth gychwyn dyfais, mae'r BMS yn darllen y SOC olaf sydd wedi'i storio o gof nad yw'n anweddol. Yna mae'n dechrau cyfrif coulombs o'r man cychwyn hwn. Mae'r system yn storio diweddariadau o bryd i'w gilydd-mae rhai gweithrediadau'n ysgrifennu at gof fflach bob ychydig funudau i sicrhau cyn lleied â phosibl o golli data yn ystod ymyriadau pŵer annisgwyl.

Mae BMS modurol mewn cerbydau trydan yn defnyddio gweithrediadau cyfrif coulomb arbennig o soffistigedig. Mae system rheoli batri Tesla, er enghraifft, yn samplu cyfredol ar gyfraddau cilohertz ac yn cymhwyso sawl cam hidlo i leihau sŵn synhwyrydd. Mae'r system yn cynnal cownteri coulomb ar wahân ar gyfer pob modiwl neu grŵp cell, gan alluogi canfod camgymhariadau cynhwysedd a allai ddangos bod celloedd yn methu.

Mae systemau batri diwydiannol ar gyfer storio grid neu delathrebu yn gofyn am ddibynadwyedd uwch fyth. Mae'r cymwysiadau hyn yn aml yn rhedeg synhwyro cerrynt segur deuol neu driphlyg, gan gymharu synwyryddion lluosog i ganfod methiannau. Pan fydd darlleniadau synhwyrydd yn ymwahanu y tu hwnt i oddefiannau derbyniol, gall y system nodi ac ynysu'r synhwyrydd diffygiol wrth barhau i weithredu ar y synwyryddion sy'n weddill.

Mae ail-raddnodi cyfnodol yn hanfodol ar gyfer cynnal cywirdeb-tymor hir. Mae'r dull symlaf yn gwefru'r batri yn llawn nes bod y cerrynt gwefru yn disgyn o dan drothwy (C/20 fel arfer), yna'n ailosod SOC i 100%. Yn yr un modd, mae gollwng i'r toriad foltedd isel yn ailosod SOC i 0%. Mae llawer o ddyfeisiau defnyddwyr yn perfformio'r graddnodi hwn yn awtomatig bob 20-30 o gylchoedd gwefru.

Mae graddnodi foltedd cylched agored yn cynnig cyfleoedd cywiro amlach. Ar ôl i'r batri orffwys am 30 munud i sawl awr, mae'r foltedd terfynell yn sefydlogi i'w wir werth cylched agored. Yna gall y BMS gyfeirio at dabl chwilio OCV-SOC i bennu'r SOC gwirioneddol a chywiro unrhyw wall cyfrif coulomb cronedig. Mae'r dull hwn yn gweithio orau gyda chemegau batri sy'n arddangos cydberthynas SOC foltedd cryf, fel lithiwm nicel cobalt manganîs ocsid (NMC).

Mae algorithmau cyfrif coulomb gwell yn ymgorffori cywiriadau effeithlonrwydd coulombig. Mae ymchwil gan Ng et al. (2009) bod cyfrifo ar gyfer effeithlonrwydd taliadau a rhyddhau ar wahân yn gwella cywirdeb yn sylweddol. Wrth godi tâl, mae batris ïon lithiwm fel arfer yn arddangos effeithlonrwydd o 98-99.5%, tra bod effeithlonrwydd rhyddhau yn agosáu at 99.8-99.9%. Mae'r gwerthoedd hyn yn amrywio yn ôl tymheredd, cyfradd gyfredol, a chyflwr iechyd.

Mae ymasiad hidlydd Kalman yn cyfuno cyfrif coulomb â mesuriadau foltedd mewn-amser real. Mae'r hidlydd yn pwyso'r ddau ddull amcangyfrif yn seiliedig ar eu hansicrwydd cymharol ar bob eiliad. Ar gerrynt uchel lle mae mesuriadau foltedd yn annibynadwy oherwydd diferion IR mawr, mae'r hidlydd yn ymddiried yn coulomb i gyfrif mwy. Yn ystod cyfnodau gorffwys, mae mesuriadau foltedd yn ennill pwysau. Mae'r dull ymaddasol hwn yn cyflawni'r gorau o'r ddau ddull.

Mae algorithmau dysgu peiriant yn cynrychioli blaengaredd amcangyfrif SOC. Gall rhwydweithiau niwral sydd wedi'u hyfforddi ar filoedd o gylchoedd rhyddhau gwefr ddysgu-ymddygiadau batri penodol y mae modelau syml yn eu methu. Gall y systemau hyn hyd yn oed ragweld pan fydd gwallau cronedig yn debygol o ddod yn sylweddol a sbarduno arferion graddnodi priodol.

Coulomb Counting

Mae amcangyfrif SOC sy'n seiliedig ar foltedd yn cael trafferth gyda batris ffosffad haearn lithiwm (LFP), sy'n cynnal cromliniau foltedd rhyfeddol o wastad ar draws 20-90% SOC. Mae newid o ddim ond 50-100 milifolt yn digwydd ar draws yr ystod gyfan hon. Mae cyfrif Coulomb yr un mor dda waeth beth fo nodweddion foltedd cemeg y batri.

Mae'r dull yn gweithredu'n barhaus yn ystod y ddau wefriad a rhyddhau heb fod angen i'r batri orffwys. Mae angen i ddulliau sy'n seiliedig ar foltedd i'r batri eistedd yn segur am 30 munud i sawl awr i gael darlleniadau foltedd cylched agored cywir. Mewn cymwysiadau cerbydau trydan lle gallai'r car gael ei yrru sawl gwaith y dydd, anaml y bydd cyfnodau gorffwys o'r fath yn digwydd yn naturiol.

Mae gofynion cyfrifiadurol yn parhau i fod yn gymedrol o gymharu â-dulliau sy'n seiliedig ar fodel. Dim ond gweithrediadau lluosi ac adio sy'n ofynnol er mwyn gweithredu cyfrif coulomb sylfaenol, sy'n hawdd i'w trin gan ficroreolyddion 8-did rhad. Mae hidlwyr Kalman neu ddulliau rhwydwaith niwral yn gofyn am broseswyr 32-did gyda galluoedd pwynt arnawf ac yn defnyddio llawer mwy o bŵer.

Mae effeithiau tymheredd yn effeithio ar gyfrif coulomb yn bennaf trwy newidiadau cynhwysedd yn hytrach na'r egwyddor mesur ei hun. Mae -dulliau sy'n seiliedig ar foltedd yn dioddef o-newidiadau cynhwysedd dibynnol ar dymheredd a-sifftiau foltedd dibynnol, gan eu gwneud yn gynhenid yn fwy cymhleth i wneud iawn amdanynt yn gywir.

Mae'r gofyniad am SOC cychwynnol cywir yn cynrychioli cyfyngiad mwyaf sylfaenol cyfrif coulomb. Os yw'r system yn dechrau gyda gwerth SOC anghywir, mae pob cyfrifiad dilynol yn etifeddu'r gwall hwn. Mae systemau batri sy'n colli pŵer yn llwyr yn colli eu pwynt cyfeirio SOC, gan orfodi dibyniaeth ar fesuriadau foltedd yn ystod y cychwyn nesaf.

Mae hunan-ryddhau yn creu draen cerrynt cudd na all cyfrif coulomb ei fesur yn uniongyrchol. Mae batris ïon lithiwm yn{-rhyddhau tua 2-5% y mis ar dymheredd ystafell, gan gynyddu ar dymheredd uchel. Dros gyfnodau storio estynedig, mae'r golled hon o gapasiti heb ei fonitro yn achosi i'r SOC amcangyfrifedig ddrifftio'n uwch na'r gwir werth.

Mae drifft synhwyrydd dros oes y cynnyrch yn diraddio cywirdeb yn raddol. Gallai synhwyrydd cyfredol gyda chywirdeb cychwynnol o 1% lithro i 2-3% dros bum mlynedd oherwydd heneiddio cydrannau. Mae cymwysiadau modurol yn nodi sefydlogrwydd synhwyrydd dros 15 mlynedd ac mae'r tymheredd yn amrywio o -40 gradd i +85 gradd, sy'n gofyn am ddewis cydrannau a dyluniad cylched yn ofalus.

Mae cynhwysedd batri yn pylu yn ystod oes yn cyflwyno her graddnodi barhaus. Gallai batri golli 20% o gapasiti dros 1000 o gylchoedd. Oni bai bod y BMS yn ail-werthuso'r capasiti gwirioneddol o bryd i'w gilydd, mae cyfrifiadau SOC yn dod yn fwyfwy optimistaidd, gan ganiatáu amodau gor-ollwng peryglus o bosibl.

Mae gwasgariad pŵer synhwyrydd cyfredol mewn-cymwysiadau cyfredol uchel yn dod yn broblem. Mae cerrynt gollwng 100-amps drwy wrthydd synhwyro 1{{-miliohm yn gwasgaru 10 wat. Mae hyn yn cynrychioli colled ynni o 0.3% mewn system 3.3-cilowat-ddibwys ond nid yn ddibwys. Mae siyntiau gwrthiant is yn lleihau colledion ond yn lleihau cywirdeb mesur ar gerrynt isel.

Mae dulliau hybrid sy'n cyfuno cyfrif coulomb â dulliau cyflenwol yn cyflawni perfformiad uwch. Mae'r hidlydd Kalman estynedig (EKF) yn defnyddio model cylched cyfatebol batri i ragfynegi ymddygiad foltedd yn seiliedig ar gyfrif coulomb, yna'n cywiro amcangyfrif SOC yn seiliedig ar y gwahaniaeth rhwng foltedd a ragfynegir a foltedd mesuredig. Mae hyn yn creu system hunan-gywiro sy'n cyfyngu gwallau cronni.

Gall sbectrosgopeg rhwystriant electrocemegol (EIS) ategu cyfrif coulomb ar gyfer asesiad cyflwr iechyd. Trwy fesur rhwystriant batri ar amleddau lluosog, mae'r system yn nodweddu twf gwrthiant mewnol a phylu cynhwysedd. Mae'r wybodaeth hon yn diweddaru'r paramedr cynhwysedd mewn cyfrifiadau cyfrif coulomb, gan gynnal cywirdeb wrth i'r batri heneiddio.

Gall rhwydweithiau niwral artiffisial sydd wedi'u hyfforddi ar dâl hanesyddol-data rhyddhau ragfynegi patrymau diraddio cynhwysedd. Mae'r rhagfynegiadau hyn yn galluogi ail-raddnodi rhagweithiol cyn i wallau ddod yn arwyddocaol. Mae rhai ymchwilwyr yn adrodd am gywirdeb amcangyfrif SOC o fewn 1% gan ddefnyddio dulliau cyfrif coulomb cyfunol a rhwydwaith niwral.

Mae dadansoddiad foltedd gwahaniaethol yn ystod codi tâl yn darparu pwyntiau graddnodi cyfnodol heb fod angen cylchoedd rhyddhau gwefr llawn. Mae copaon nodweddiadol yn y gromlin dV/dQ yn digwydd ar werthoedd SOC penodol waeth beth fo'r cynhwysedd yn pylu, gan alluogi penderfyniad SOC absoliwt. Mae'r dull hwn yn arbennig o effeithiol gyda chemegau cobalt ocsid manganîs lithiwm.

Mae ICs cyfrif coulomb pwrpasol yn integreiddio'r holl swyddogaethau angenrheidiol yn un sglodyn. Mae cyfres BQ Texas Instruments a theulu STC31xx STMicroelectronics yn enghraifft o'r dull hwn, sy'n cynnwys ADCs 16-did, integreiddio cerrynt, synhwyro tymheredd, a rhyngwynebau I²C/SPI. Mae'r sglodion hyn yn lleihau cymhlethdod dylunio a gofod bwrdd tra'n gwella cywirdeb mesur trwy algorithmau iawndal perchnogol.

Mae dewis gwrthydd synnwyr yn golygu cydbwyso cywirdeb yn erbyn gwasgariad pŵer. Mae gwrthydd 0.5-miliohm mewn cymhwysiad 100-amp yn gwasgaru 5 wat ond yn cynhyrchu dim ond 50 milifolt llawn{-signal graddfa, sy'n gofyn am fwyhaduron ennill uchel sy'n agored i sŵn. Mae gwrthydd 5-miliohm yn darparu signal 500 milivolt ond mae'n gwasgaru 50 wat-annerbyniol yn y rhan fwyaf o gymwysiadau. Mae dyluniadau modurol nodweddiadol yn defnyddio gwrthyddion 0.1-1.0 miliohm gyda mwyhaduron gwahaniaethol sy'n cynnig gwrthodiad modd cyffredin 80-100 dB.

Mae synwyryddion cerrynt effaith Hall yn osgoi'r broblem afradu pŵer yn gyfan gwbl trwy fesur maes magnetig yn hytrach na gostyngiad mewn foltedd. Fodd bynnag, maent yn cyflwyno gwallau gwrthbwyso (fel arfer 50-200 mA mewn synwyryddion gradd modurol), drifft gyda thymheredd, ac yn costio mwy na datrysiadau siyntio. Mae ceisiadau sy'n uwch na 200 amp yn ffafrio synwyryddion Neuadd yn gynyddol er gwaethaf y cyfyngiadau hyn.

Mae dewis trawsnewidydd digidol analog i-yn effeithio'n uniongyrchol ar gywirdeb. Mae ADC 12{5}} sy'n mesur cerrynt graddfa 100-maint llawn yn darparu tua 25-miliamp cydraniad-derbyniol ar gyfer rhaglenni pŵer uchel ond yn annigonol ar gyfer dyfeisiau gyda cheryntau segur lefel miliamp. Mae systemau rheoli batri modern yn aml yn defnyddio trawsnewidwyr 16-did neu hyd yn oed 24-did i drin yr ystod ddeinamig o gerrynt cysgu microamp i gannoedd o ampau yn ystod llwythi brig.

Coulomb Counting

Mae gweithrediadau cerbydau trydan yn dangos cyfrif coulomb ar raddfa. Mae system rheoli batri Nissan Leaf yn olrhain llif gwefr pob grŵp cell, gan alluogi'r cerbyd i arddangos amcangyfrifon amrediad a rhybuddion sbarduno cyn i'r batri ddisbyddu. Ar ôl cannoedd o gylchoedd rhyddhau gwefr, mae'r system yn cynnal cywirdeb SOC o fewn 3-5% trwy ail-raddnodi cyfnodol yn ystod codi tâl llawn.

Mae mesuryddion batri ffôn clyfar yn defnyddio gweithrediadau cyfrif coulomb symlach wedi'u cyfyngu gan gost a defnydd pŵer. Mae'r systemau hyn fel arfer yn cyflawni cywirdeb 5-10%, sy'n ddigon ar gyfer arddangos pedwar neu bum bar lefel batri ond yn llai manwl gywir na gweithrediadau modurol. Rhaid i'r gyllideb pŵer ar gyfer y gylched mesurydd tanwydd aros yn is na 100 microamps i osgoi draen parasitig sylweddol.

Mae storfa batri ar raddfa grid yn gofyn am gywirdeb eithriadol i wneud y gorau o amserlennu gwefru a chanfod modiwlau sy'n methu. Mae'r systemau hyn yn defnyddio synhwyro cerrynt diangen gyda siyntiau deuol ac ADC lluosog. Mae algorithmau meddalwedd yn croesi-gwirio'r mesuriadau ac yn nodi anghysondebau sy'n fwy na 0.5%, gan alluogi cynnal a chadw rhagfynegol cyn i fethiannau ddigwydd.

Mae rhaglenni milwrol ac awyrofod yn gofyn am y dibynadwyedd mwyaf, yn aml yn gweithredu synhwyro di-angen triphlyg gyda rhesymeg pleidleisio. Mae'r system rheoli batri yn cymharu tair cylched cyfrif coulomb annibynnol ac yn defnyddio'r gwerth canolrif. Os bydd unrhyw synhwyrydd yn gwyro y tu hwnt i derfynau derbyniol, caiff ei anwybyddu tra bod y system yn cofnodi'r nam ar gyfer gweithredu cynnal a chadw.

Mae ymchwil yn parhau i ddulliau ar gyfer gwella cywirdeb cyfrif coulomb heb ychwanegu cymhlethdod caledwedd na chost. Mae algorithmau addasol sy'n dysgu-ymddygiad batris penodol yn ystod y dwsin o gylchredau cyntaf yn dangos addewid ar gyfer lleihau gwallau mewn-dyfeisiau a gynhyrchir màs lle mae graddnodi fesul-uned yn anymarferol.

Mae systemau rheoli batri di-wifr yn dileu'r harnais gwifrau sy'n cysylltu pob cell â'r rheolydd canolog. Mae pob modiwl cell yn cynnwys ei gownter coulomb ei hun ac yn trosglwyddo data trwy brotocol diwifr. Mae'r bensaernïaeth hon yn lleihau pwysau mewn cerbydau trydan ac yn symleiddio'r cynulliad, er ei fod yn cyflwyno heriau o ran cydamseru mesuriadau annibynnol lluosog.

Mae'n bosibl y bydd angen dulliau cyfrif coulomb wedi'u haddasu ar gyfer batris cyflwr solid sy'n dechrau cynhyrchu o fewn yr ychydig flynyddoedd nesaf. Mae'r batris hyn yn dangos nodweddion gwefru a mecanweithiau heneiddio gwahanol o gymharu â chelloedd ïon lithiwm confensiynol. Mae egwyddor sylfaenol integreiddio cerrynt dros amser yn parhau i fod yn ddilys, ond bydd angen diweddaru strategaethau graddnodi a ffactorau effeithlonrwydd.

Mae integreiddio ag efeilliaid digidol batri yn cynnig posibiliadau diddorol. Trwy gynnal model cyfrifiannol manwl o gyflwr pob batri yn seiliedig ar ei hanes cyflawn, gallai systemau gyflawni cywirdeb digynsail yn amcangyfrif SOC. Byddai'r modelau hyn yn ymgorffori cyfrif coulomb fel un mewnbwn ymhlith llawer, gan asio data o fesuriadau cerrynt, foltedd, tymheredd a rhwystriant.

Nid yw foltedd batri yn nodi'n uniongyrchol y cyflwr gwefru ar gyfer y rhan fwyaf o gemegau. Mae batris ffosffad haearn lithiwm yn cynnal foltedd bron yn gyson ar draws 20-90% SOC, gan wneud amcangyfrif yn seiliedig ar foltedd yn anymarferol. Hyd yn oed gyda batris lithiwm cobalt ocsid sydd â gwell cydberthynas foltedd-SOC, mae'r berthynas yn amrywio gyda thymheredd, oedran, a cherrynt llwyth. Mae cyfrif Coulomb yn olrhain llif gwefr wirioneddol waeth beth fo ymddygiad foltedd.

Mae amlder graddnodi yn dibynnu ar ofynion y cais a goddefgarwch gwallau. Mae dyfeisiau defnyddwyr fel arfer yn graddnodi bob 20-30 cylch llawn trwy godi tâl i 100%. Gall cerbydau trydan raddnodi bob mis neu pryd bynnag y bydd y batri yn cyrraedd cyflwr hysbys. Gall cymwysiadau hanfodol sy'n gofyn am gywirdeb uchel raddnodi'n wythnosol neu ddefnyddio cywiriad parhaus trwy hidlo Kalman i osgoi ail-raddnodi cyfnodol yn gyfan gwbl.

Ydy, mae cyfrif coulomb yn gweithredu'n barhaus i'r ddau gyfeiriad. Wrth wefru, mae'n ychwanegu coulombs wrth i gerrynt lifo i mewn. Wrth ollwng, mae'n tynnu coulombs wrth i gerrynt lifo allan. Mae'r system yn addasu ar gyfer gwahanol effeithlonrwydd coulombig i bob cyfeiriad-mae effeithlonrwydd gwefr fel arfer yn rhedeg 98-99%, tra bod effeithlonrwydd rhyddhau yn fwy na 99.5% ar gyfer batris lithiwm-ion.

Mae cywirdeb yn diraddio os nad yw'r system yn olrhain cynhwysedd pylu. Wrth i fatris heneiddio, maent yn colli cynhwysedd tra bod yr algorithm cyfrif coulomb yn parhau gan ddefnyddio'r gwerth cynhwysedd gwreiddiol. Mae hyn yn achosi i'r SOC amcangyfrifedig ddod yn fwyfwy optimistaidd. Mae gweithrediadau BMS gwell o bryd i'w gilydd yn mesur cynhwysedd gwirioneddol ac yn diweddaru'r paramedrau cyfrifo, gan gynnal cywirdeb er gwaethaf heneiddio.

Mae llwyddiant ymarferol cyfrif coulomb yn deillio o'i gydbwysedd rhwng symlrwydd a chywirdeb. Er nad yw'n berffaith, mae'n darparu digon o fanwl gywirdeb ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau o'i gyfuno â graddnodi cyfnodol. Mae effeithlonrwydd cyfrifiannol y dull yn ei wneud yn ddelfrydol ar gyfer dyfeisiau sy'n cael eu pweru gan fatri lle mae'n rhaid i'r mesurydd tanwydd ei hun ddefnyddio cyn lleied â phosibl o bŵer. Wrth i dechnoleg batri ddatblygu ac wrth i gymwysiadau storio ynni gynyddu, bydd cyfrif coulomb yn parhau i fod yn offeryn sylfaenol ar gyfer rheoli batris y gellir eu hailwefru ar draws pob rhan o'r farchnad.