బ్యాటరీ మీటర్ల పరిచయం

బ్యాటరీ మీటర్ల పరిచయం

1.1 విద్యుత్ మీటర్ యొక్క విధులకు పరిచయం

బ్యాటరీ నిర్వహణ అనేది పవర్ మేనేజ్‌మెంట్‌లో భాగంగా పరిగణించబడుతుంది. బ్యాటరీ నిర్వహణలో, బ్యాటరీ సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి విద్యుత్ మీటర్ బాధ్యత వహిస్తుంది. వోల్టేజ్, ఛార్జింగ్/డిశ్చార్జింగ్ కరెంట్ మరియు బ్యాటరీ ఉష్ణోగ్రతను పర్యవేక్షించడం మరియు బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జ్ స్థితి (SOC) మరియు పూర్తి ఛార్జ్ సామర్థ్యాన్ని (FCC) అంచనా వేయడం దీని ప్రాథమిక విధి. బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జ్ స్థితిని అంచనా వేయడానికి రెండు సాధారణ పద్ధతులు ఉన్నాయి: ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పద్ధతి (OCV) మరియు కూలంబిక్ కొలత పద్ధతి. మరొక పద్ధతి RICHTEK రూపొందించిన డైనమిక్ వోల్టేజ్ అల్గోరిథం.

1.2 ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పద్ధతి

విద్యుత్ మీటర్ కోసం ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పద్ధతిని ఉపయోగించే అమలు పద్ధతి సాపేక్షంగా సులభం, మరియు ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ యొక్క సంబంధిత ఛార్జ్ స్థితిని తనిఖీ చేయడం ద్వారా పొందవచ్చు. ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ కోసం ఊహించిన పరిస్థితి బ్యాటరీ దాదాపు 30 నిమిషాల పాటు విశ్రాంతిగా ఉన్నప్పుడు బ్యాటరీ టెర్మినల్ వోల్టేజ్.

బ్యాటరీ యొక్క వోల్టేజ్ వక్రత బ్యాటరీ యొక్క లోడ్, ఉష్ణోగ్రత మరియు వృద్ధాప్యంపై ఆధారపడి మారుతుంది. అందువల్ల, స్థిర ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టమీటర్ పూర్తిగా ఛార్జ్ స్థితిని సూచించదు; పట్టికలను చూడటం ద్వారా మాత్రమే ఛార్జ్ స్థితిని అంచనా వేయడం సాధ్యం కాదు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, టేబుల్‌ను చూడటం ద్వారా ఛార్జ్ స్థితిని అంచనా వేస్తే, లోపం గణనీయంగా ఉంటుంది.

అదే బ్యాటరీ వోల్టేజ్ కింద, ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పద్ధతి ద్వారా పొందిన ఛార్జ్ స్థితిలో గణనీయమైన వ్యత్యాసం ఉందని క్రింది బొమ్మ చూపిస్తుంది.

        మూర్తి 5. ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ పరిస్థితుల్లో బ్యాటరీ వోల్టేజ్

దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా, ఉత్సర్గ సమయంలో వేర్వేరు లోడ్‌ల క్రింద ఛార్జ్ యొక్క స్థితిలో కూడా గణనీయమైన వ్యత్యాసం ఉంది. కాబట్టి ప్రాథమికంగా, ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పద్ధతి అనేది లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు లేదా నిరంతర విద్యుత్ సరఫరాలను ఉపయోగించే కార్లు వంటి ఛార్జ్ స్థితికి తక్కువ ఖచ్చితత్వ అవసరాలు కలిగిన సిస్టమ్‌లకు మాత్రమే అనుకూలంగా ఉంటుంది.

            మూర్తి 2. డిచ్ఛార్జ్ సమయంలో వివిధ లోడ్లు కింద బ్యాటరీ వోల్టేజ్

1.3 కూలంబిక్ మెట్రాలజీ

కూలంబ్ మెట్రాలజీ యొక్క ఆపరేటింగ్ సూత్రం బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జింగ్/డిశ్చార్జింగ్ మార్గంలో డిటెక్షన్ రెసిస్టర్‌ను కనెక్ట్ చేయడం. ADC డిటెక్షన్ రెసిస్టర్‌లోని వోల్టేజ్‌ని కొలుస్తుంది మరియు దానిని ఛార్జ్ చేస్తున్న లేదా డిశ్చార్జ్ చేస్తున్న బ్యాటరీ యొక్క ప్రస్తుత విలువగా మారుస్తుంది. ఎన్ని కూలంబ్‌లు ప్రవహిస్తున్నాయో తెలుసుకోవడానికి రియల్ టైమ్ కౌంటర్ (RTC) ప్రస్తుత విలువను సమయంతో ఏకీకృతం చేస్తుంది.

               మూర్తి 3. కూలంబ్ కొలత పద్ధతి యొక్క ప్రాథమిక పని విధానం

కూలంబిక్ మెట్రాలజీ ఛార్జింగ్ లేదా డిశ్చార్జింగ్ ప్రక్రియలో నిజ-సమయ ఛార్జ్ స్థితిని ఖచ్చితంగా లెక్కించగలదు. ఛార్జింగ్ కూలంబ్ కౌంటర్ మరియు డిస్చార్జింగ్ కూలంబ్ కౌంటర్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా, ఇది మిగిలిన విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని (RM) మరియు పూర్తి ఛార్జింగ్ సామర్థ్యాన్ని (FCC) లెక్కించవచ్చు. అదే సమయంలో, మిగిలిన ఛార్జ్ సామర్థ్యం (RM) మరియు పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన సామర్థ్యం (FCC) కూడా ఛార్జ్ స్థితిని లెక్కించడానికి ఉపయోగించవచ్చు, అనగా (SOC=RM/FCC). అదనంగా, ఇది పవర్ డిప్లిషన్ (TTE) మరియు పవర్ రీఛార్జ్ (TTF) వంటి మిగిలిన సమయాన్ని కూడా అంచనా వేయగలదు.

                    మూర్తి 4. కూలంబ్ మెట్రాలజీ కోసం గణన ఫార్ములా

కూలంబ్ మెట్రాలజీ యొక్క ఖచ్చితత్వ విచలనానికి కారణమయ్యే రెండు ప్రధాన కారకాలు ఉన్నాయి. మొదటిది కరెంట్ సెన్సింగ్ మరియు ADC మెజర్‌మెంట్‌లో ఆఫ్‌సెట్ ఎర్రర్‌ల సంచితం. ప్రస్తుత సాంకేతికతతో కొలత లోపం చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, దానిని తొలగించడానికి మంచి పద్ధతి లేకుండా, ఈ లోపం కాలక్రమేణా పెరుగుతుంది. ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల్లో, సమయ వ్యవధిలో దిద్దుబాటు లేకపోతే, పేరుకుపోయిన లోపం అపరిమితంగా ఉంటుందని క్రింది బొమ్మ చూపిస్తుంది.

              మూర్తి 5. కూలంబ్ కొలత పద్ధతి యొక్క సంచిత లోపం

సంచిత లోపాలను తొలగించడానికి, సాధారణ బ్యాటరీ ఆపరేషన్ సమయంలో ఉపయోగించగల మూడు సాధ్యమైన సమయ పాయింట్లు ఉన్నాయి: ఎండ్ ఆఫ్ ఛార్జ్ (EOC), ఎండ్ ఆఫ్ డిశ్చార్జ్ (EOD) మరియు రెస్ట్ (రిలాక్స్). ఛార్జింగ్ ముగింపు పరిస్థితిని చేరుకున్నప్పుడు, బ్యాటరీ పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిందని మరియు స్టేట్ ఆఫ్ ఛార్జ్ (SOC) 100% ఉండాలని సూచిస్తుంది. డిశ్చార్జ్ ఎండ్ కండిషన్ బ్యాటరీ పూర్తిగా డిశ్చార్జ్ అయిందని సూచిస్తుంది మరియు స్టేట్ ఆఫ్ ఛార్జ్ (SOC) 0% ఉండాలి; ఇది సంపూర్ణ వోల్టేజ్ విలువ కావచ్చు లేదా అది లోడ్‌తో మారవచ్చు. విశ్రాంతి స్థితికి చేరుకున్నప్పుడు, బ్యాటరీ ఛార్జ్ చేయబడదు లేదా డిస్చార్జ్ చేయబడదు మరియు ఇది చాలా కాలం పాటు ఈ స్థితిలో ఉంటుంది. కౌలోమెట్రిక్ పద్ధతి యొక్క లోపాన్ని సరిచేయడానికి వినియోగదారు బ్యాటరీ విశ్రాంతి స్థితిని ఉపయోగించాలనుకుంటే, ఈ సమయంలో తప్పనిసరిగా ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టమీటర్‌ని ఉపయోగించాలి. పై రాష్ట్రాల్లో ఛార్జ్ లోపం యొక్క స్థితిని సరిచేయవచ్చని క్రింది బొమ్మ చూపిస్తుంది.

            మూర్తి 6. కూలంబిక్ మెట్రాలజీలో పేరుకుపోయిన లోపాలను తొలగించడానికి షరతులు

కూలంబ్ మెట్రాలజీ యొక్క ఖచ్చితత్వ విచలనానికి కారణమయ్యే రెండవ ప్రధాన అంశం ఫుల్ ఛార్జ్ కెపాసిటీ (FCC) లోపం, ఇది బ్యాటరీ రూపకల్పన సామర్థ్యం మరియు బ్యాటరీ యొక్క నిజమైన పూర్తి ఛార్జ్ సామర్థ్యం మధ్య వ్యత్యాసం. పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన సామర్థ్యం (FCC) ఉష్ణోగ్రత, వృద్ధాప్యం మరియు లోడ్ వంటి కారకాలచే ప్రభావితమవుతుంది. కాబట్టి, కూలంబిక్ మెట్రాలజీకి పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన సామర్థ్యం కోసం రీలెర్నింగ్ మరియు పరిహారం పద్ధతులు చాలా కీలకం. పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన సామర్థ్యం ఎక్కువగా అంచనా వేయబడినప్పుడు మరియు తక్కువగా అంచనా వేయబడినప్పుడు ఛార్జ్ లోపం యొక్క స్థితి యొక్క ధోరణి దృగ్విషయాన్ని క్రింది బొమ్మ చూపుతుంది.

             మూర్తి 7: పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన సామర్థ్యం ఎక్కువగా అంచనా వేయబడినప్పుడు మరియు తక్కువగా అంచనా వేయబడినప్పుడు లోపం యొక్క ధోరణి

1.4 డైనమిక్ వోల్టేజ్ అల్గోరిథం విద్యుత్ మీటర్

డైనమిక్ వోల్టేజ్ అల్గోరిథం కేవలం బ్యాటరీ వోల్టేజ్ ఆధారంగా లిథియం బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జ్ స్థితిని లెక్కించగలదు. ఈ పద్ధతి బ్యాటరీ వోల్టేజ్ మరియు బ్యాటరీ యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ మధ్య వ్యత్యాసం ఆధారంగా ఛార్జ్ యొక్క స్థితి పెరుగుదల లేదా తగ్గుదలని అంచనా వేస్తుంది. డైనమిక్ వోల్టేజ్ సమాచారం లిథియం బ్యాటరీల ప్రవర్తనను సమర్థవంతంగా అనుకరిస్తుంది మరియు ఛార్జ్ (SOC) (%) స్థితిని నిర్ణయించగలదు, అయితే ఈ పద్ధతి బ్యాటరీ సామర్థ్యం విలువ (mAh)ని అంచనా వేయదు.

దీని గణన పద్ధతి బ్యాటరీ వోల్టేజ్ మరియు ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ మధ్య డైనమిక్ వ్యత్యాసంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు ఛార్జ్ స్థితిలో ప్రతి పెరుగుదల లేదా తగ్గుదలని లెక్కించడానికి పునరావృత అల్గారిథమ్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా ఛార్జ్ స్థితిని అంచనా వేస్తుంది. కూలంబ్ పద్ధతి విద్యుత్ మీటర్ల పరిష్కారంతో పోలిస్తే, డైనమిక్ వోల్టేజ్ అల్గోరిథం విద్యుత్ మీటర్లు సమయం మరియు కరెంట్‌లో లోపాలను కూడబెట్టుకోవు. కరెంట్ సెన్సింగ్ ఎర్రర్‌లు మరియు బ్యాటరీ సెల్ఫ్ డిశ్చార్జ్ కారణంగా కూలంబిక్ మీటరింగ్ మీటర్లు తరచుగా ఛార్జ్ స్థితి యొక్క సరికాని అంచనాను కలిగి ఉంటాయి. ప్రస్తుత సెన్సింగ్ లోపం చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, కూలంబ్ కౌంటర్ లోపాలను కూడబెట్టడం కొనసాగుతుంది, ఇది పూర్తి ఛార్జింగ్ లేదా డిశ్చార్జింగ్ తర్వాత మాత్రమే తొలగించబడుతుంది.

డైనమిక్ వోల్టేజ్ అల్గోరిథం కేవలం వోల్టేజ్ సమాచారం ఆధారంగా బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జ్ స్థితిని అంచనా వేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది; బ్యాటరీ యొక్క ప్రస్తుత సమాచారం ఆధారంగా ఇది అంచనా వేయబడనందున, లోపాల సంచితం లేదు. ఛార్జ్ స్థితి యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి, డైనమిక్ వోల్టేజ్ అల్గోరిథం పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన మరియు పూర్తిగా విడుదలైన పరిస్థితులలో వాస్తవ బ్యాటరీ వోల్టేజ్ కర్వ్ ఆధారంగా ఆప్టిమైజ్ చేసిన అల్గారిథమ్ యొక్క పారామితులను సర్దుబాటు చేయడానికి వాస్తవ పరికరాన్ని ఉపయోగించాలి.

     మూర్తి 8. ఎలక్ట్రిసిటీ మీటర్ మరియు గెయిన్ ఆప్టిమైజేషన్ కోసం డైనమిక్ వోల్టేజ్ అల్గోరిథం యొక్క పనితీరు

ఛార్జ్ స్థితి పరంగా వివిధ ఉత్సర్గ రేటు పరిస్థితులలో డైనమిక్ వోల్టేజ్ అల్గోరిథం యొక్క పనితీరు క్రిందిది. చిత్రంలో చూపిన విధంగా, దాని ఛార్జ్ ఖచ్చితత్వం యొక్క స్థితి బాగుంది. C/2, C/4, C/7, మరియు C/10 యొక్క ఉత్సర్గ పరిస్థితులతో సంబంధం లేకుండా, ఈ పద్ధతి యొక్క ఛార్జ్ లోపం యొక్క మొత్తం స్థితి 3% కంటే తక్కువగా ఉంది.

      మూర్తి 9. వివిధ ఉత్సర్గ రేటు పరిస్థితులలో డైనమిక్ వోల్టేజ్ అల్గోరిథం యొక్క ఛార్జ్ స్థితి యొక్క పనితీరు

కింది బొమ్మ తక్కువ ఛార్జింగ్ మరియు షార్ట్ డిశ్చార్జింగ్ పరిస్థితుల్లో బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జ్ స్థితిని చూపుతుంది. ఛార్జ్ స్థితి యొక్క లోపం ఇప్పటికీ చాలా తక్కువగా ఉంది మరియు గరిష్ట లోపం 3% మాత్రమే.

       మూర్తి 10. షార్ట్ ఛార్జ్ మరియు బ్యాటరీల షార్ట్ డిశ్చార్జ్ విషయంలో డైనమిక్ వోల్టేజ్ అల్గోరిథం యొక్క స్టేట్ ఆఫ్ ఛార్జ్ యొక్క పనితీరు

కరెంట్ సెన్సింగ్ ఎర్రర్‌లు మరియు బ్యాటరీ సెల్ఫ్ డిశ్చార్జ్ కారణంగా సాధారణంగా సరికాని ఛార్జ్ స్థితికి దారితీసే కూలంబ్ మీటరింగ్ పద్ధతితో పోలిస్తే, డైనమిక్ వోల్టేజ్ అల్గారిథమ్ సమయం మరియు కరెంట్‌లో లోపాలు ఏర్పడదు, ఇది ప్రధాన ప్రయోజనం. ఛార్జింగ్/డిశ్చార్జింగ్ కరెంట్‌లపై సమాచారం లేకపోవడం వల్ల, డైనమిక్ వోల్టేజ్ అల్గోరిథం తక్కువ స్వల్పకాలిక ఖచ్చితత్వం మరియు నెమ్మదిగా ప్రతిస్పందన సమయాన్ని కలిగి ఉంది. ఇంకా, ఇది పూర్తి ఛార్జింగ్ సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయదు. అయినప్పటికీ, బ్యాటరీ వోల్టేజ్ అంతిమంగా దాని ఛార్జ్ స్థితిని నేరుగా ప్రతిబింబిస్తుంది కాబట్టి, దీర్ఘ-కాల ఖచ్చితత్వం పరంగా ఇది బాగా పని చేస్తుంది.