Akumulatory wszelkiego rodzaju cieszą się coraz większą popularnością w naszym życiu. Każde urządzenie elektroniczne i sprzęt elektryczny ma swój własny akumulator. Monitorowanie stanu akumulatora jest niezbędne i przydatne dla użytkownika końcowego.
Jak monitorować pozostałą pojemność baterii, czyli jak długo bateria działa normalnie? Istnieją trzy algorytmy pomiaru pozostałej pojemności baterii: metoda „wyszukiwania krzywej napięcia i pojemności”, metoda „akumulacji prądu” oraz metoda „śledzenia impedancji”.
Najpierw omówimy metodę „wyszukiwania krzywej napięcia-pojemności”, którą tutaj nazywamy VCL. Ten algorytm jest prostą technologią pod każdym z trzech sposobów. VCL monitoruje napięcie na zaciskach akumulatora i porównuje zmierzoną wartość z wbudowaną tabelą napięcia-pojemności, a następnie podaje wynik względnego stanu pojemności. Dla różnych typów akumulatorów chemicznych krzywa napięcia-pojemności jest inna. Co więcej, nawet dla tego samego akumulatora krzywa ta będzie się różnić przy wyższym lub niższym prądzie rozładowania. Łatwo więc zrozumieć, dlaczego ta metoda daje jedynie wynik ogólny lub przybliżony. Zazwyczaj monitory akumulatorów VCL charakteryzują się tolerancją względnej pojemności pozostałej na poziomie 10%–20%.
Jako przykład podano tutaj BG1-XXXX. Możesz kliknąć dwukrotnie niebieskie słowa kluczowe, aby uzyskać bardziej szczegółowe dane dotyczące tego miernika lub wskaźnika baterii .
Miernik poziomu naładowania akumulatora serii H BG1-XXX (wskaźnik poziomu naładowania akumulatora)
|
Funkcja |
| Przeznaczony do akumulatorów litowo-jonowych/polimerowych, NiMH lub kwasowo-ołowiowych o napięciu 3,6 V–48 V. | |
| 5-segmentowy wskaźnik LED, rozdzielczość 10% pojemności. | |
| Wbudowany układ MCU, dokładny pomiar pojemności baterii. | |
| Bardzo smukły rozmiar: 42x22x5 mm. Łatwy montaż: samoprzylepna spodnia warstwa. | |
| Zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją. | |
| HBG1-LX (X=1~10) do akumulatorów litowo-jonowych/polimerowych serii 1~10 | |
| HBG1-NXX (XX=3~40) do akumulatorów NIMH 3,6 V~48 V | |
|
HBG1-AXX (XX=6~48) dla akumulatorów kwasowo-ołowiowych 6V~48V. |
Zaletą tego typu wskaźnika monitorującego stan baterii jest prostota i niski koszt. Jeśli dokładność na poziomie 10%–20% spełnia Twoje wymagania, VCL jest najlepszym wyborem.
Po drugie, wprowadzamy algorytmy „akumulacji prądu” (zwane dalej CA), metodę tę nazywamy również „kalkulatorem kulombowskim” lub „integracją prądu”. Monitor baterii z funkcją CA śledzi pozostałą pojemność baterii za pomocą akumulatora prądu. Metoda CA utrzymuje skumulowaną sumę prądu przepływającego do i z baterii. Zazwyczaj w tych urządzeniach używane są dwa rejestry: jeden do akumulacji wyłącznie prądu ładowania, a drugi do akumulacji prądu rozładowania. Dzięki funkcji CA monitor baterii nie tylko oblicza względną pozostałą pojemność, ale także mierzy pojemność bezwzględną (ile Ah lub mAh). W porównaniu z metodą „wyszukiwania krzywej napięcia i pojemności”, algorytm CA charakteryzuje się wyższą dokładnością (zwykle może osiągnąć +-5%), ale wymaga dodatkowego czujnika prądu, co prowadzi do bardziej złożonej instalacji elektrycznej.
Miernik stanu baterii BG2-XXXX i monitor stanu baterii BG3-XXXX firmy Green Digital Power-Tech korzystają z tej metody. Poniższe tabele zawierają krótkie wprowadzenie.
Cyfrowy miernik poziomu naładowania baterii HBG2-XXX-X
|
Funkcja |
| Przeznaczony do akumulatorów litowo-jonowych/polimerowych, LiFePo4, NiMH, NiCd lub kwasowo-ołowiowych o napięciu 6,4 V~48 V. | |
| Cyfrowy wyświetlacz umożliwiający łatwe monitorowanie napięcia/prądu i pojemności. | |
| Wbudowany układ AVR umożliwia dokładny pomiar parametrów akumulatora. | |
| Łatwy montaż: 4 otwory M3. | |
| Zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją wejścia. | |
| Maksymalny dozwolony prąd: 5A, 10A, 18A lub 28A (wybierany na podstawie ostatniego numeru sufiksu) | |
| Z wtyczką sterującą WŁ./WYŁ. na płycie. | |
|
Wymiary: Dł. x Szer. x Wys. = 98 x 35 x 25 mm |
Wskaźnik poziomu naładowania baterii serii HBG-3-XXX (wyświetlacz LCD)
|
Funkcja |
| Przeznaczony do akumulatorów litowo-jonowych/polimerowych, NiMH lub kwasowo-ołowiowych o napięciu 6V~48V. | |
| Niedrogi panel wyświetlacza LCD, łatwy odczyt wszystkich parametrów baterii | |
| Wbudowany układ MCU AVR, dokładny pomiar napięcia akumulatora, prądu i pojemności. | |
| Standardowa obudowa miernika przemysłowego, łatwa w montażu i zamocowaniu. | |
| Zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją. | |
| W zestawie znajduje się czujnik prądu i czujnik temperatury. | |
|
|
|
|
|
Trzeci algorytm nosi nazwę Impedance Track™ (IT). Metoda ta jest zastrzeżonym znakiem towarowym firmy Texas Instruments (TI). Firma TI twierdzi, że algorytm ten charakteryzuje się większą precyzją niż metody Voltage-Capacity-Curve Lookup i Current-Accumulating. Jeśli jesteś zainteresowany, możesz odwiedzić stronę internetową TI, aby dowiedzieć się więcej o tej technologii.
Istnieją trzy sposoby wyświetlania pozostałej pojemności akumulatora. Najprostszym sposobem jest użycie matrycy LED, takiej jak wskaźnik poziomu naładowania baterii BG1-XXXX. Bardziej estetycznym i nieco droższym rozwiązaniem jest użycie panelu LCD, takiego jak monitor poziomu naładowania baterii BG2-XXXX (zwany również miernikiem poziomu naładowania baterii). Jeśli urządzenie posiada port komunikacyjny SMBus, BMS-Lxx może wykorzystać ten protokół do przesłania wszystkich wskaźników poziomu naładowania baterii do urządzenia użytkownika.