Hogyan tervezzünk akkumulátortöltöttség-mérőt (akkumulátor töltöttségmérőt)?

Az újratölthető akkumulátorok mindenféle változata egyre népszerűbb az életünkben. Minden mobil elektronikai eszköznek és elektromos berendezésnek van akkumulátora. Az akkumulátor állapotának figyelése szükséges és hasznos a végfelhasználó számára.
Hogyan figyelhető az akkumulátor fennmaradó kapacitása, vagyis meddig működik normálisan az akkumulátorom? Három algoritmus létezik az akkumulátor fennmaradó kapacitásának mérésére: a „Feszültség-Kapacitás-Görbe keresése”, az „Áramfelhalmozás” és az „Impedanciakövetés” módszer.
Először is a „Feszültség-Kapacitás-Görbe Keresés” módszert tárgyaljuk, amelyet ezennel VCL-nek nevezünk el. Ez az algoritmus mindhárom szempontból egyszerű technológiát képvisel. A VCL figyeli az akkumulátor pólusfeszültségét, és összehasonlítja a mért értéket a beépített fix feszültség-kapacitás táblázattal, majd eredményt ad a relatív fennmaradó kapacitás állapotáról. Különböző típusú kémiai akkumulátorok esetén a feszültség-kapacitás görbe eltérő. Továbbá, még ugyanazon akkumulátorcsomag esetében is ez a görbe eltérő lesz nagyobb vagy alacsonyabb kisütési áram esetén. Így könnyű megérteni, hogy ez a módszer miért csak durva vagy hozzávetőleges eredményt ad. Általában a VCL akkumulátorfigyelő termékek relatív fennmaradó kapacitás tűrése 10%~20%.
Példaként a BG1-XXXX szerepel itt. A kék témakörre duplán kattintva további adatokat kaphat az  akkumulátortöltöttség-mérőről  vagy -jelzőről.

H BG1-XXX sorozatú akkumulátormérő (akkumulátor töltöttségi szintjének mérője)
BG1-XXX sorozatú akkumulátormérő (akkumulátor töltöttségi szintjének mérője)  Jellemző
 3,6 V ~ 48 V-os lítium-ion/polimer, NiMH vagy ólom-savas akkumulátorokhoz tervezték.
 5 szegmenses LED kijelző, 10%-os felbontás.
 Beépített MCU chip, pontos akkumulátorkapacitás-méréshez.
 Nagyon vékony méret: 42x22x5 mm, Könnyen rögzíthető: öntapadós alsó lap.
 Fordított polaritás elleni védelem.
HBG1-LX (X=1~10) 1~10-es sorozatú lítium-ion/polimer akkumulátorcsomagokhoz
HBG1-NXX (XX=3~40) 3,6 V~48 V-os NIMH akkumulátorcsomaghoz
HBG1-AXX (XX=6~48) 6V~48V-os ólomakkumulátorhoz.

Az ilyen típusú akkumulátorfigyelő indikátor előnye az egyszerűség és az alacsony költség. Ha a 10%~20%-os pontossági szint megfelel az Ön igényeinek, akkor a VCL a legjobban ajánlott.

Másodszor, bemutatjuk az „áramfelhalmozási” algoritmusokat (a továbbiakban CA), ezt a módszert „Coulomb-kalkulátornak” vagy „áramintegrációnak” is nevezik. A CA funkcióval rendelkező akkumulátorfigyelő az áramakkumulátor segítségével nyomon követi az akkumulátor fennmaradó kapacitását. A CA módszer az akkumulátorba be- és kifolyó áram nettó összegzett értékét mutatja. Általában két regisztert használnak ezekben az eszközökben, az egyik regiszter csak a töltési áram gyűjtésére, a másik pedig a kisütési áram gyűjtésére szolgál. A CA funkció segítségével az akkumulátorfigyelő nemcsak a relatív fennmaradó kapacitást számítja ki, hanem az abszolút kapacitást (hány Ah vagy mAh) is méri. A „Feszültség-Kapacitás-Görbe keresés” módszerrel összehasonlítva a CA algoritmus nagyobb pontossággal rendelkezik (általában elérheti a +-5%-ot), de egy extra áramérzékelőt igényel, és ez bonyolultabb kábelezést eredményez.
A Green Digital Power-Tech BG2-XXXX akkumulátormérője és BG3-XXXX akkumulátorfigyelője is ezt a módszert használja. A következő táblázatok rövid bevezetést nyújtanak.

HBG2-XXX-X digitális akkumulátorfigyelő mérő
BG2-XXX-X digitális akkumulátorfigyelő mérő  Jellemző
 6,4 V ~ 48 V-os lítium-ion/polimer, LiFePo4, NiMH, NiCd vagy ólom-savas akkumulátorokhoz tervezték.
Digitális kijelző, amellyel könnyedén ellenőrizheti a feszültséget/áramot és a kapacitást.
 Beépített AVR chip, pontos akkumulátorparaméterek mérésére.
 Könnyű szerelés: 4 db M3-as furat.
 Bemeneti fordított polaritás elleni védelem.
Maximális megengedett áram: 5A, 10A, 18A vagy 28A (az utolsó utótag száma alapján választható)
KI/BE vezérlő csatlakozóval a panelen.
Méret: HxSzxM=98x35x25mm

HBG-3-XXX sorozatú akkumulátortöltöttség-jelző (LCD kijelző)
BG-3-XXX sorozatú akkumulátortöltő teszter, LCD kijelzővel  Jellemző
6V~48V-os lítium-ion/polimer, NiMH vagy ólom-savas akkumulátorokhoz tervezve.
Olcsó LCD kijelzőpanel, könnyen leolvasható az összes akkumulátorparaméter
 Beépített AVR MCU chip, pontos mérés az akkumulátor feszültsége, áramerőssége és kapacitása alapján.
 Szabványos ipari mérőház, könnyen felszerelhető és rögzíthető.
 Fordított polaritás elleni védelem.
Áramerősség-érzékelő és hőmérséklet-érzékelő mellékelve.



A harmadik algoritmust Impedance Track™ (IT) technológiának nevezik. Ez a módszer a Texas Instruments (TI) Company védjegye. A TI azt állítja, hogy ez az algoritmus pontosabb, mint a feszültség-kapacitás-görbe keresés és az áram-akkumulációs módszerek. Ha érdekel, látogass el a TI weboldalára, ahol további részleteket tudhatsz meg erről a technológiáról.

Háromféleképpen lehet megjeleníteni az akkumulátorcsomag fennmaradó kapacitását. Az egyszerűbb módszer egy LED-sor használata, mint például a BG1-XXXX akkumulátorjelző. Egy jobban kinéző és valamivel drágább módszer egy LCD kijelző, például a BG2-XXXX akkumulátorfigyelő (vagy más néven akkumulátormérő) használata. Ha az eszköz rendelkezik SMBus kommunikációs porttal, a BMS-Lxx ezt a protokollt használhatja az összes akkumulátormérő átvitelére a felhasználó eszközére.