Степень заряженности аккумулятора по напряжению таблица: Заряд автомобильного аккумулятора по напряжению

Содержание

Инструкции по эксплуатации аккумуляторных батарей

БАТАРЕЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ СВИНЦОВАЯ СТАРТЕРНАЯ

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

1. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ

1.1. Не допускается замыкание полюсов батареи.
1.2. Не допускается эксплуатация батареи с плохими: контактами между выводами батареи и клеммами проводов.
1.3. В помещениях, где ведется заряд батареи, запрещается курить и пользоваться открытым пламенем.
1.4. При работе с электролитом, осмотре заряжающейся батареи глаза должны быть защищены очками.
1.5. После любой работы с батареей и электролитом необходимо вымыть руки с мылом.
1.6. При попадании электролита на кожу или одежду необходимо немедленно промыть это место проточной водой, затем раствором соды.
1.7. Аккумуляторная батарея, заполненная электролитом, должна храниться в местах, недоступных для детей.
1.8. Присоединение и отсоединение батареи от бортовой сети автомобиля производить при выключенных потребителях. Сначала присоединить положительный вывод, а затем отрицательный, соединенный с массой автомобиля.

Отсоединение производить в обратном порядке.
1.9. Батарея должна быть надежно закреплена в штатном установочном месте автомобиля, соединительные клеммы плотно зажаты на полюсных выводах, а сами провода прослаблены.

2. ПОДГОТОВКА БАТАРЕИ К ЭКСПЛУАТАЦИИ

2.1. Перед началом эксплуатации батареи необходимо полностью удалить с нее упаковочный материал, изучить руководство по эксплуатации.
2.2. Ориентировочная степень заряженности батареи может быть определена по напряжению без нагрузки (см. Таблицу далее) и плотности электролита в батареях с пробками.
2.3. Необходимо учитывать, что после заряда или эксплуатации на автомобиле батарее требуется 12-15 часов для стабилизации электрических показателей, после чего можно производить измерение степени заряженности по напряжению.

3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

3.1. Эксплуатация батареи на транспортных средствах допускается только при исправной зарядной системе (при напряжении реле-регулятора в пределах от 13,8В до 14,4В для 12-вольтовых систем электропитания, а для 24-вольтовых систем электропитания- от 26,8В до 28,0В летом и от 28,0В до 29,6В зимой), токе утечки не более 30 мА, плотности электролита согласно Таблице и уровне электролита не ниже 10 мм над пластинами.
3.2. При запуске двигателя длительность работы стартера не должна превышать для карбюраторных автомобилей 10 секунд, для дизельных — 15 секунд. Если попытка запуска не удалась, необходимо сделать перерыв в течение 1 минуты. После этого вновь можно повторить запуск. После пяти неудавшихся запусков рекомендуется проверить систему зажигания и подачу топлива на автомобиле.

3.3. При эксплуатации батареи и не реже одного раза в месяц:
— проверяйте и, при необходимости, очищайте батарею от пыли и грязи. Если на поверхности батареи оказался электролит, удаляйте его с помощью ветоши, смоченной в десятипроцентном растворе соды;
— проверяйте и, при необходимости, прочищайте вентиляционные отверстия в пробках;
— проверяйте уровень электролита и, при необходимости, доливайте дистиллированную воду до нормального уровня (при наличии пробок). Доливать электролит в батарею с пробками можно только в тех случаях, когда точно известно, что понижение уровня электролита произошло за счет его выплескивания;
— проверяйте надежность крепления батареи в месте установки и контакты наконечников проводов, установленных на полюсные выводы;
— не реже одного раза в месяц проверяйте степень заряженности батареи.

При необходимости зарядите батарею в соответствии с п.4.
3.4. Зимой требования предыдущего пункта следует выполнять обязательно (не реже одного раза в месяц).
3.5. Глубокий разряд батареи недопустим! При отрицательных температурах это приводит к замерзанию электролита и разрушению корпуса батареи.

4. ЗАРЯДКА БАТАРЕИ

4.1. Зарядка аккумуляторной батареи должна производиться в специально оборудованном для этих целей, хорошо вентилируемом нежилом помещении с соблюдением правил противопожарной безопасности.
4.2. Перед началом зарядки аккумуляторной батареи следует вывернуть все пробки (при их наличии).
4.3. Зарядка аккумуляторной батареи должна осуществляться зарядным устройством заводского изготовления в соответствии с инструкцией к этому зарядному устройству и руководством по эксплуатации на батарею.

Таблица: Степень заряженности, напряжение без нагрузки и плотность электролита.

Напряжение без нагрузки, В	Степень заряженности,%	Плотность электролита при +25°С, г/см
12. 75-12.60	100-80	1.27-1.26
12.55-12.40	75-65	1.25-1.24
12.35-12.30	50-40	1.23-1.21*

*- эксплуатировать батарею нельзя, требуется зарядить.

4.4. Аккумуляторные батареи без пробок необходимо заряжать автоматическим зарядным устройством, чтобы не допустить интенсивного перезаряда и, как следствие, выкипания электролита.

4.5. Температура электролита в батарее перед зарядкой должна быть в пределах от +15°С до +25°С. Если измерить температуру невозможно по причине отсутствия доступа к электролиту, а батарея находилась при более низкой температуре, то перед зарядкой необходимо выдержать батарею при комнатной температуре не менее 10 часов.
4.6. Не допускается зарядка батареи при температуре электролита выше 50°С.
4.7. Для зарядки положительную клемму батареи присоединить к положительному полюсу зарядного устройства, а отрицательную — к отрицательному.

4.8. При зарядке батарей, имеющих пробки, необходимо откорректировать уровень электролита, добавив дистиллированную воду в случае, если уровень ниже отметки MIN или ниже 10 мм от верхних кромок пластин и сепараторов.

5. ЭЛЕКТРОЛИТ

5.1. Плотность заливаемого в сухозаряженную батарею электролита, приведенная к +25°С, должна быть 1,27-1,28 г/см3.
6. ХРАНЕНИЕ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
6.1. Батарея устанавливается на хранение полностью заряженной. Рекомендуется ежемесячно проверять напряжение на выводах батареи и, при наличии пробок, плотность электролита. При снижении степени заряженности до 50% (см. Таблицу), батарею необходимо зарядить, эксплуатировать такую батарею нельзя.

6.2. При длительном (сезонном) хранении залитые и заряженные батареи рекомендуется хранить в сухом холодном помещении при температуре до минус 30°С.

7. УТИЛИЗАЦИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

7.1. Вышедшая из строя батарея подлежит обязательной сдаче в пункт приема отработанных аккумуляторов для последующей надлежащей утилизации.

Берегите окружающую среду! Не выбрасывайте отработанные батареи, сдавайте их в специализированные пункты приема.

Характеристики аккумуляторов • Ваш Солнечный Дом

Разрядные характеристики аккумуляторных батарей

Наиболее важными показателями качества

АБ являются: емкость, напряжение, габариты, вес, стоимость, допустимая глубина разряда, срок службы, КПД, диапазон рабочих температур, допустимый ток заряда и разряда. Также, необходимо учитывать, что все характеристики производитель дает при определенной температуре – обычно 20 или 25 °С. При отклонениях от этого напряжения, характеристики меняются, и обычно в худшую сторону.

Значения напряжения и емкости обычно входят в название модели батареи. Например: RA12-200DG – батарея напряжением 12 вольт и емкостью 200 ампер*часов, гелевая, глубокого разряда. Это значит, что батарея может выдать в нагрузку энергию 12 х 200 = 2400 Вт*ч при 10 часовом разряде током в 1/10 от емкости.

При больших токах и быстром разряде емкость батареи понижается. При меньших токах – обычно увеличивается. Это можно видеть на графике разрядных характеристик аккумуляторных батарей. Также, нужно смотреть на разрядные характеристики на конкретные батареи. Иногда производители в названии пишут завышенную емкость аккумулятора, которая имеет место только в идеальных условиях – так, например, делает Haze (у аккумуляторов Haze реальная емкость процентов на 10-20 ниже, чем указано в названии батареи).

При разряде током в 0,1 С время работы составляет 10 часов и батарея полностью выдаст в нагрузку аккумулированную энергию. При разряде током 2 С (в 20 раз большим) время работы будет около 15 минут (1/4 часа) и при этом батарея выдаст в нагрузку только половину аккумулированной энергии. При больших токах разряда это значение еще меньше. Зачастую в источниках бесперебойного питания аккумуляторные батареи работают в еще более тяжелых режимах, при которых токи разряда достигают 4 С. При этом время разряда сравнимо с 5 минутами и батарея выдает в нагрузку менее 40% энергии.

Емкость батареи

Количество энергии, которое может быть сохранено в батарее, называется ее емкостью. Она измеряется обычно в ампер-часах, хотя правильнее приводить значения в ватт-часах.

Заряд-разрядные кривые свинцово-кислотных аккумуляторов

Емкость (Вт*ч) = U*I*t

где U – напряжение аккумулятора, В; I – ток, который он может отдавать в течение времени t.

Так как обычно принимается, что для различных аккумуляторов напряжение одинаковое, то из формулы убирается напряжение, и остается емкость в ампер-часах.

Одна АБ емкостью 100 Ач может питать нагрузку током 1 А в течение 100 часов, или током 4 А в течение 25 часов, и т.п., хотя емкость батареи снижается при увеличении разрядного тока. На рынке продаются батареи емкостью от 1 до 3000 Ач.

Другие статьи Руководства

Для увеличения срока службы свинцово-кислотной АБ желательно использовать только малую часть ее емкости до повторной зарядки. Каждый процесс разряда-заряда называется зарядным циклом, причем не обязательно полностью разряжать аккумулятор. Например, если вы разрядили аккумулятор на 5 или 10% и затем снова зарядили его – это тоже считается как 1 цикл. Конечно, количество возможных циклов будет сильно отличаться при различной глубине разряда (см. ниже). Если возможно использовать более 50% энергии, запасенной в АБ до ее заряда, без заметного ухудшения ее параметров, такая батарея называется батареей “глубокого разряда”.

Можно повредить батареи, если перезарядить их. Максимальное напряжение синцово-кислотных АБ должно быть 2,5 вольта на элемент, или 15 В для 12-ти вольтовой батареи. Многие фотоэлектрические батареи имеют мягкую нагрузочную характеристику, поэтому при увеличении напряжения ток заряда снижается значительно. Поэтому всегда необходимо использовать специальный контроллер заряда для солнечных батарей. В случае применения ветроэлектрических станций или микроГЭС, такие контроллеры также обязательны.

Напряжение

Напряжение на аккумуляторе зачастую является основным параметром, по которому можно судить о состоянии и степени заряженности аккумулятора. Особенно это относится к герметизированным аккумуляторам, у которых не возможно измерить плотность электролита.

Напряжение при заряде, разряде и отсутствии тока очень сильно отличаются. Для определения степени заряженности аккумулятора измеряют напряжение на его клеммах при отсутствии как зарядного, так и разрядного токов в течение как минимум 3-4 часов. За это время напряжение обычно успевает стабилизироваться. Значение напряжения при заряде или разряде ничего не скажет от состоянии или степени заряженности АБ. Примерная зависимость степени заряженности аккумулятора от напряжения на его клеммах в режиме холостого хода, приведена в таблице ниже. Это типичные значения для стартерных аккумуляторов с жидким электролитом. Для герметизированных аккумуляторов (AGM и гелевых) обычно эти напряжения немного выше (нужно запрашивать производителя) – например, AGM батареи полностью заряжены, если напряжение составляет 13-13,2В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7В).

Степень заряженности

Степень заряженности зависит от очень многих факторов, и точно ее могут определить только специальные зарядные устройства с памятью и микропроцессором, которые отслеживают как заряд, так и разряд конкретного аккумулятора в течение нескольких циклов. Этот метод наиболее точный, но и наиболее дорогой. Однако он сможет сэкономить много денег при обслуживании и замене аккумуляторов. Применение специальных устройств, контролирующих работу аккумуляторов по степени их заряженности, позволяет очень сильно повысить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов. Ряд предлагаемых нами контроллеров для солнечных батарей имеют встроенные устройства вычисления степени заряженности аккумулятора и регулируют заряд в зависимости от ее величины.

Для определения степени заряженности можно использовать также следующие 2 упрощенных метода.

Напряжение на аккумуляторе. Этот способ наименее точный, но требует только наличия цифрового вольтметра, способного измерять десятые и сотые доли вольта. Перед измерениями нужно отсоединить от аккумулятора всех потребителей и все зарядные устройства и подождать как минимум 2 часа. Затем можно измерить напряжение на терминалах аккумулятора. Ниже в таблице приведены напряжения для аккумуляторов с жидким электролитом. Для полностью заряженной новой AGM или гелевой батареи напряжение составляет 13-13,2В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7В). По мере старения аккумуляторов это напряжение снижается. Можно измерять напряжение на каждой банке аккумулятора, чтобы найти неисправную банку (разделите напряжение для 12В на 6 для того, чтобы определить нужное напряжение на одной банке).
Второй метод определения степени заряженности – по плотности электролита. Этот метод подходит только для аккумуляторов с жидким электролитом.

Также, нужно подождать 2 часа перед измерениями. Для измерения используется ареометр. Обязательно наденьте резиновые перчатки и защитные очки! Держите рядом пищевую соду и воду на случай, если вода попадет на кожу.

Степень заряженности	Батарея 12В	Батарея 24 В	Плотность электролита
100	12.70	25.40	1.265
95	12.64	25.25	1.257
90	12.58	25.16	1.249
85	12.52	25.04	1.241
80	12.46	24.92	1.233
75	12.40	24.80	1.225
70	12.36	24.72	1.218
65	12.32	24.64	1.211
60	12.28	24.56	1.204
55	12.24	24.48	1.197
50	12.20	24.40	1.190
40	12.12	24.24	1.176
30	12.04	24.08	1.162
20	11. 98	23.96	1.148
10	11.94	23.88	1.134

Срок службы аккумуляторов

Срок службы аккумуляторных батарей в циклах

Неправильно определять срок службы аккумуляторов в годах или месяцах. Срок службы батареи определяется числом циклов заряд-разряд и значительно зависит от условий ее эксплуатации. Чем глубже разряжается батарея, чем большее время она находится в разряженном состоянии, тем меньшее число возможных циклов работы.

Само понятие «количество рабочих циклов «заряда-разряда» аккумулятора» относительное, так как сильно зависит от различных факторов. Кроме того, значение количества рабочих циклов, например для одного типа аккумулятора, не является универсальным понятием, так как зависит от технологии, различной у каждого из производителей.Срок службы аккумуляторов определяется в циклах, поэтому время работы в годах – приблизительное и рассчитано для типичных условий работы. Поэтому, если, например, в рекламе указано, что срок службы аккумуляторов составляет 12 лет, это значит, что производитель посчитал срок службы для буферного режима с средним числом циклов заряд-разряд 8 в месяц. Например, для AGM аккумуляторов Haze указывается срок службы 12 лет и максимальное число циклов 1200 при разряде на 20%. В год получается 100 таких циклов, в месяц – около 8.

Еще один важный момент – в процессе эксплуатации полезная емкость аккумулятора уменьшается. Все характеристики по количеству циклов обычно приводятся не до полной смерти аккумулятора, а до момента потери им 40% своей номинальной емкости. Т.е, если производителем приведено количество циклов 600 при 50% разряде, это значит, что через 600 идеальных циклов (т.е. при температуре 20С и разряде током одной величины, обычно 0,1С) полезная емкось аккумулятора будет 60% от начальной. При такой потере емкости уже рекомендуется замена аккумулятора.

Свинцово-кислотные АБ, предназначенные для использования в системах автономного электроснабжения имеют, срок службы от 300 до 3000 циклов в зависимости от типа и глубины разряда. В системах на базе ВИЭ батарея может разрядиться гораздо сильнее, чем при буферном режиме. Для обеспечения длительного срока службы, в типичном цикле разряд не должен превышать 20-30% емкости АБ, а глубокий разряд – не более 80% емкости. Очень важно сразу же после разряда заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы. Длительное нахождение (более 12 часов) в разряженном или не полностью заряженном состоянии приводит к необратимым последствиям в аккумуляторах и снижению их срока службы.

Как определить, что аккумулятор уже близок к окончанию своего срока службы? Очень просто – у аккумулятора повышается внутреннее сопротивление, это приводит к более быстрому росту напряжения при заряде (и, соответственно, снижению времени, требуемого для заряда), и более быстрому разряду аккумулятора. Если заряд производится током, близким к предельно допустимому, умирающий аккумулятор будет нагреваться при заряде сильнее, чем раньше.

Максимальные токи заряда и разряда

Токи заряда и разряда любой аккумуляторной батареи измеряются относительно ее емкости. Обычно для аккумуляторов максимальный ток заряда не должен превышать 0,2-0,3С. Превышение зарядного тока ведет к сокращению срока службы аккумуляторов. Мы рекомендуем устанавливать максимальный ток заряда не более 0,15-0,2С. Смотрите характеристики на конкретные модели аккумуляторов для определения максимального зарядного и разрядного токов.

Зарядные и разрядные характеристики сильно зависят от химического состава аккумулятора. Также, многое зависит от конструкции аккумулятора – объем электролита, толщина пластин, покрытия, плотность электролита и т.п. Некоторые аккумуляторы разработаны для разрядом малыми токами долгое время, другие могут работать при больших токах короткое время.

Ниже приведена таблица с типичными значениями основных параметров аккумуляторов.

Саморазряд

Явление саморазряда характерно в большей или меньшей степени для всех типов аккумуляторов и заключается в потере ими своей емкости после того, как они были полностью заряжены в отсутствие внешнего потребителя тока.

Для количественной оценки саморазряда удобно использовать величину потерянной ими за определенное время емкости, выраженную в процентах от значения, полученного сразу после заряда. За промежуток времени, как правило, принимается интервал времени, равный одним суткам и одному месяцу. Так, например, для исправных NiCD аккумуляторов считается допустимым саморазряд до 10% в течение первых 24 часов после окончании заряда, для NiMH – немного больше, а для Li-ION пренебрежимо мал и оценивается за месяц. Саморазряд в герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторах значительно уменьшен и составляет 40% в год при 20 °С и 15% при 5 °С. При более высоких температурах хранения саморазряд увеличивается: при 40 °С батареи лишаются 40 % емкости за 4-5 месяцев.

Следует отметить, что саморазряд аккумуляторов максимален именно в первые 24 часа после заряда, а затем значительно уменьшается. Глубокий его разряд и последующий заряд увеличивают ток саморазряда.

Саморазряд аккумуляторов в основном обусловлен выделением кислорода на положительном электроде. Этот процесс еще больше усиливается при повышенной температуре. Так, при повышении окружающей температуры на 10 градусов по отношению с комнатной возможно увеличение саморазряда в два раза.

В некоторой степени саморазряд зависит от качества использованных материалов, технологического процесса изготовления, типа и конструкции аккумулятора. Потери емкости могут быть вызваны повреждением сепаратора, когда образования слипшихся кристаллов пробивают его. Сепаратором принято называть тонкую пластину, разделяющую положительный и отрицательный электроды. Это обычно происходит из–за неправильного обслуживания аккумулятора, его отсутствия или применения несоответствующих или некачественных зарядных устройств. У изношенного аккумулятора пластинки электродов разбухают, слипаясь друг с другом, что приводит к повышению тока саморазряда, при этом поврежденный сепаратор невозможно восстановить проведением циклов заряда/разряда.

Каргиев Владимир, “Ваш Солнечный Дом”
©При цитировании ссылка на эту страницу и на “Ваш Солнечный Дом” обязательна

Дополнительная информация по теме в Разделе “Библиотека“. Настоятельно рекомендуем почитать эту статью

Харакеристики аккумуляторов: ГЛОССАРИЙ

Емкость (С) – энергия, которую способен отдать аккумулятор в нагрузку, выражаемая в ампер-часах (А·ч, мA·ч). Она будет больше при следующих условиях: меньшем токе разряда, разряде с меньшими перерывами, более высокой температуре окружающей среды, а также более низком конечном напряжении.

Номинальная емкость – номинальное значение емкости: количество энергии, которую способен отдать полностью заряженный аккумулятор при разряде в строго определенных условиях.

Саморазряд – потеря емкости в отсутствие внешнего потребителя тока.

Срок службы батареи – наработка, при которой разрядная емкость сделается меньше определенной нормированной величины, обычно оценивается рабочим количеством циклов “заряд-разряд”.

Срок хранения – максимальный период времени, в течение которого батарея может храниться при оговоренных условиях, не требуя дополнительной зарядки.

Эта статья прочитана 126060 раз(а)!

Продолжить чтение

10000
Раздел «Оборудование — Аккумуляторы» Раздел «Основы — Аккумулирование энергии» Раздел «Библиотека — про аккумуляторы» См. также полную карту нашего сайта со списком всех статей. Купить Аккумуляторы в нашем Интернет-магазине
10000
Аккумуляторы для систем электроснабжения. Руководство покупателя В интернете есть много разрозненной информации по разным типам аккумуляторов, их возможностям, характеристикам, областям применения, достоинствам и недостаткам. При этом во многих случаях информация эта однобокая — связано это бывает или с недостаточными знаниями…
10000
Сравнение аккумуляторов различных производителей При проектировании системы автономного или резервного электроснабжения всегда стоит вопрос — какие аккумуляторы лучше выбрать? На рынке представлены множество брендов, типов, и моделей аккумуляторных батарей, и разобраться в них очень непросто. Часто наши клиенты задают вопрос…
10000
Как правильно заменять аккумуляторные батареи, какое напряжение выдают аккумуляторы, что такое гелевый аккумулятор, в чем преимущества литиевых аккумуляторов, как соединять аккумуляторы параллельно и последовательно для увеличения емкости и напряжения — ответы на эти и другие часто задаваемые вопросы вы получите…
65
Как продлить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов? Зачастую представляет определенные трудности использовать напрямую энергию, генерируемую солнечными, ветровыми или микрогидроэлектрическими установками. Поэтому электричество обычно сохраняется в специальных аккумуляторных батареях для последующего использования. Эти батареи очень часто работают по тому же принципу, что…
50
Какая емкость аккумуляторной батареи нужна в системе электроснабжения? При расчете системы автономного или резервного электроснабжения очень важно правильно выбрать емкость аккумуляторной батареи. Специалисты компании «Ваш Солнечный Дом» помогут Вам правильно рассчитать необходимую емкость АБ для вашей энергосистемы. Для предварительного расчета…

Основные характеристики аккумуляторных батарей — на что обратить внимание?

: Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям; Опубликовано 23.06.2015 13:56; Автор: Abramova Olesya

Аккумуляторная батарея – важнейшая составляющая систем резервного и автономного электроснабжения отдельных электрических приборов или целых объектов промышленного и бытового назначения. На сегодняшний день широкое применение получили аккумуляторы свинцово-кислотного типа (AGM VRLA и GEL VRLA), OPZS, OPZV, а также никель-кадмиевые (Ni-Cd) и литий-ионный типы (Li-ion, LiFePO4, Li-pol).

Возникновение химических источников питания началось еще в 1800 году, когда известный итальянский ученый Алессандро Вольта поместил пластины из меди и цинка в кислоту и получил непрерывное напряжение (Вольтов столб). Современные свинцово-кислотные аккумуляторы, как понятно из названия, состоят из свинца и кислоты, где положительно заряженным элементом является свинец, а отрицательно заряженным – оксид свинца. Самая распространенная аккумуляторная батарея состоит из шести банок по 2В и имеет общее напряжение 12В.

Технические характеристики аккумуляторных батарей

Качество аккумуляторов можно определить по нескольким важным свойствам:

Емкость, Ампер/час;
Напряжение, Вольт;
Допустимая глубина разряда, %;
Срок службы, лет;
Диапазон рабочих температур, °С;
Саморазряд, %;
Габариты, мм;
Вес, кг;
Ток заряда, А;

Совет!strong> Обязательно учитывайте, что все приведенные производителем характеристики батарей указываются для температуры 20 – 25 °С, при снижении и повышении температуры окружающей среды, где будет эксплуатироваться аккумулятор, показатели характеристик изменяются, как правило, он снижаются.

Емкость аккумулятора

Данный параметр отражает количество энергии, которую может сохранить батарея, измерение производится в Ампер*часах. На текущий момент в Украине можно купить аккумуляторы емкостью от 0,6 до 4000Ач. К примеру, батарея с емкостью 200Ач способна обеспечить электропитанием нагрузку током 2А в течение 100 часов, или током 8А в течение 25 часов и т. д. Обязательно учитывайте, что при увеличении потребляемого тока будет происходить снижение емкость аккумуляторной батареи, именно по этой причине производители указывают емкость с дополнительным параметром – С.

Дополнительная, но очень важная характеристика маркируемая латинской буквой «C» с числовым параметром, как правило от 1 до до 48 часов и указывает на емкость аккумуляторной батареи при разряде в определенный промежуток времени (C1, C5, C10, C20 и т.д.). Значение C10 принято считать стандартным значением и подавляющее количество производителей указывает емкость при 10-ти часовом разряде. К примеру, емкость 100Ач при C10 означает, что батарея обеспечит данную емкость при 10-ти часовом разряде, эта же батарея при C5 будет иметь меньшую емкость – 80Ач при C5, а если разряд будет происходить с течение 20 часов, то емкость возрастет и составит около 115Ач при С20. Таким образом, при выборе емкости аккумуляторной батареи необходимо обязательно учитывать время в течение которого будет осуществляется разряд, это имеет большое значение.

Рисунок №1. Зависимость емкости аккумулятора AGM VRLA от времени разряда.

Совет! Обратите внимание, что некоторые производители и торгующие организации могут указывать значение емкости при C20. Это сделано для искусственного завышение показателя при неизменной стоимости аккумулятора.

В процессе эксплуатации емкость будет постепенно снижаться, это естественный процесс «старения» батареи, который возникает из-за снижения плотности свинцовых пластин и частичной потери первичного свинца положительных и отрицательных пластин. Высокая интенсивность использования и глубокие разряда приведут к быстрому износу положительных и отрицательных платин аккумулятора и выходу его из строя. Чтобы этого не происходило, необходимо предусматривать резервный запас емкости. Для увеличения емкости батарейного кабинета применяются несколько аккумуляторов с параллельным соединением.

Напряжение батареи

Уровень напряжения – ключевая характеристика по которой происходит выбор аккумулятора. На сегодняшний день распространены элементы и аккумуляторы со следующими значениями напряжения: 1.2, 2.4, 6, 12В. Батарейной банк с более высоким напряжением (24, 48, 96В и т. д.) собирается при помощи нескольких 12В аккумуляторов с последовательным типом подключения.

При помощи измерения уровня напряжения можно оценить степень заряженности и степень износа необслуживаемых типов батарей (AGM и GEL VRLA) Измерение напряжения производится в течение нескольких часов, когда аккумулятор полностью бездействует и отключен от зарядного устройства. Нормальный уровень для AGM батарей считается от 13 до 13,2В.

Допустимая глубина разряда

Различные типы и подтипы аккумуляторов имеют рекомендованные параметры глубины разряда. Ниже приведена таблица №1 в которой указаны наиболее распространенные характеристики аккумуляторов допустимой и рекомендованной глубины разряда.

Тип батареи	Допустимый разряд, %	Рекомендованный разряд, %
VRLA	70	40
AGM VRLA	80	50
GEL VRLA	90	50
OPZV	90	60
OPZS	90	60
Li-ion	100	90
Ni-Cd	100	70

Таблица №1. Значения допустимых и рекомендованных значений разряда аккумуляторов.

Уровень разряда является ключевым фактором в сроке службы аккумулятора на ряду с интенсивностью эксплуатации. Даже самую дорогую и качественную свинцово-кислотную батарею можно вывести из строя за 7-10 дней, если производить полный 100% разряд до напряжения 9В несколько раз подряд.

Наиболее стойким к глубоким разрядам являются литий-ионные и никель-кадмиевые, а также специализированные свинцово-кислотные батареи, которые были оптимизированы разработчиками для глубоких разрядов. Обычно такие серии содержат в названии слово «Deep», что в переводе означает «Глубоко».

Разряды в пределах рекомендованных значений обеспечат существенное увеличения срока службы.

Срок службы аккумулятора

Современные свинцово-кислотные батареи оптимизированы для разнообразных режимов работы. Одни имеют меньший срок службы, но обеспечивают более высокую разрядную характеристику, другие – больший, но подходят для редких разрядов и работы в буферном режиме и т. д. Поэтому если производителем указан срок службы 10 лет, это информация соответствует идеальному режиму эксплуатации, когда не превышается циклический ресурс и, что еще более важно, глубина разряда. Приведем пример: если производитель указал, что срок службы аккумулятора 10 лет и допускается число циклов заряд/разряд – 600 с глубиной 50%. Аккумулятор может отслужить указанный срок при идеальных условиях эксплуатации и не более чем пяти циклах в месяц. Этот режим полностью соответствует буферному типу.

Срок эксплуатации целиком зависит от количества совершенных циклов заряда и разряда, а также зависит от окружающей среды, где установлена батарея. Как уже отмечалось выше, чем сильнее разряжается аккумулятор и чем дольше он находятся разряженном состоянии, тем меньше он прослужит. Чем выше окружающая температура, тем активнее проходит химическая реакция и тем сильнее поддаются разрушению свинцовые пластины.

В таблице №2 приведены примерные значения срока службы и циклического ресурса аккумуляторов в зависимости от их типов. Данные соответствуют для оптимальной температуры эксплуатации 20 – 25°С.

Тип аккумулятора	Циклический ресурс при глубине разряда				Срок службы, лет
Тип аккумулятора	25%	50%	75%	100%	Срок службы, лет
VRLA	700 – 1000	350 – 500	230 – 400	150 – 300	3 – 5
AGM VRLA	800 – 2100	500 – 1200	300 – 800	200 – 600	5 – 15
GEL VRLA	2500 – 3000	1200 – 1750	800 – 1000	600 – 800	10 – 15
OPzV	2500 – 3000	1200 – 1750	800 – 1000	600 – 800	10 – 15
OPzS	5000 – 6000	3000 – 3500	1500 – 1750	1000 – 1200	20 – 25
Ni-Cd	<6000	<4000	<2000	<1500	20 – 25
Li-ion	<7000	<5000	<2000	<1500	20 – 25

Таблица №2. Ресурс в зависимости от типа аккумуляторов.

Рисунок №2. Зависимость циклического ресурса от глубины разряда.

Диапазон рабочей температуры

За исключением литий-ионного типа, где используется минерал – литий, принцип работы аккумуляторов основан на химических элементах и взаимодействии между ними. Поэтому практически все основные характеристики аккумуляторов зависят от температуры окружающей среды. Как правило, при повышении температуры срок эксплуатации снижается, причем если температура выше ~35°С, срок службы свинцово-кислотные AGM батарей сократится вдвое.

Уровень температуры окружающей среды также оказывает влияние на доступную емкость аккумулятора. При снижении температуры происходит падение емкости. При –20°С емкость батареи снизится на 30 – 40% от номинального значения.

Рисунок №3. Зависимость срока службы аккумулятора AGM VRLA от температуры окружающей среды.

Рисунок №4. Зависимость емкости аккумулятора AGM VRLA от температуры окружающей среды.

Саморазряд аккумулятора

Саморазряд – характерное явления для аккумуляторов всех типов. Данный показатель отражает степень самопроизвольной потери емкости в процессе простоя после полного заряда. Характеристика саморазряда указывается в процентном соотношении за определенный промежуток времени, чаще всего в месяц.

В качестве примера можно рассмотреть 100Ач батарею AGM VRLA типа, которая была полностью заряжена и в течение месяца не использовалась. Среднее значение саморазряда для AGM VRLA типа составляет порядка 1,5%, соответственно через месяц емкость составит порядка 98,5Ач.

На показатели саморазряда оказывает влияние температура окружающей среды. При повышении температуры, показатель будет расти. Причиной возникновения саморазряда служит выделение молекул кислорода на электроде положительного заряда, а повышение температуры является катализатором данного процесса.

Рисунок №5. Саморазряд аккумуляторов AGM VRLA.

Ток заряда

Сила тока которым осуществляется заряд аккумуляторной батареи напрямую зависят от емкости заряжаемой батареи. Свинцово-кислотные АКБ заряжаются 10 – 30% током от номинальной емкости, в зависимости от системы, могут применяться и менее мощные зарядные устройства.

Внимание! Нельзя заряжать аккумуляторы высоким током, это ведет к необратимым химическим реакциями существенно снижает эксплуатационные характеристики батареи.

Рисунок №6. Зарядная характеристика AGM VRLA.

Габариты и вес батарей

В зависимости от емкости аккумуляторов размеры и вес изменяются, за редким исключением могут быть изменения размера при одинаковой емкости. Существуют общепризнанные размеры небольших аккумуляторов до 250Ач, которые применяются как встроенные источники питания для систем бесперебойного питания, детских игрушек, гольф-каров, поломоечных машин и т. д. В зависимости от производителя присоединительные размеры могут отличаться от десятых до нескольких миллиметров.

Совет! Обращайте внимание на высоту аккумулятора без клемм и с клеммами, некоторые производители указывают два значения высоты.

Вес аккумулятора является дополнительным показателем его качества. Если проводить сравнение между характеристиками аккумуляторов разных серий или производителей, обращайте внимание на показатели массы, чем батарея тяжелее, тем больше в ней свинца. Это говорит о том, что пластины взаимодействующие с кислотой толще и химический источник питания обеспечит больший циклический ресурс и срок службы.

Заряженность аккумулятора по напряжению

Заряд аккумулятора по напряжению: таблица

Напряжение аккумулятора автомобиля — ведущий показатель, на основании которого грамотному водителю следует делать выводы о том, в каком состоянии находится АКБ, нуждается ли она в зарядке или в замене. Известно, что имеется прямая зависимость напряжения от уровня заряда автомобильного аккумулятора. Вначале мы рассмотрим вопрос о том, на основании каких показателей напряжения можно сделать вывод о работоспособности АКБ, почему батарея теряет U и что означает норма напряжения. После этого попробуем определить заряд аккумулятора по напряжению: таблица, на основании которой делаются те или иные выводы о состоянии батареи, будет приложена в конце статьи.

Аккумулятор теряет напряжение: в чем причина?

Если заряженный источник питания быстро разряжается, причин такого «поведения» батареи может быть несколько. Уровень заряда аккумулятора может быстро падать вследствие естественной причины: АКБ просто исчерпала свой ресурс обычным путем и нуждается в замене.

Также может выйти из строя генератор, который заряжает батарею в процессе езды, помогая ей поддерживать необходимый уровень рабочего состояния. Если аккумулятор еще не старый, и генератор в порядке — вероятно, в автомобиле есть серьезные проблемы с током в виде его постоянной утечки.

Кроме этого, бортовая сеть автомобиля может быть неисправной — например, магнитола или какой-нибудь другой прибор берет слишком много тока, и аккумулятор просто не справляется с этой нагрузкой.

Для того чтобы устранить падение напряжения, иногда бывает достаточно исправить возникшую неполадку путем технического осмотра, выявления причины, ее устранения и повторных замеров напряжения на клеммах аккумулятора после нескольких часов его эксплуатации. Важно оценить и такие показатели, как уровень плотности электролита, а также измерить напряжение под нагрузкой и без нее. Подробнее о проверке АКБ нагрузочной вилкой →

Что означает нормальное напряжение аккумулятора?

Для нормальной работы батареи ее напряжение должно колебаться в пределах 12,6-12,7 вольт, не меньше. Эта норма должна быть усвоена начинающими водителями, как таблица умножения — для того, чтобы не пропустить критический уровень падения заряда аккумулятора и не оказаться в том положении, когда машина внезапно «встанет».

Также следует знать и о том, что, в зависимости от характеристик АКБ и автомобиля, а также иных сопутствующих условий, норма может изменяться — до 13 вольт и чуть выше. Именно так утверждают некоторые производители аккумуляторных батарей, и этот фактор тоже нужно принимать во внимание. То, сколько вольт должно быть в идеале — цифра относительная. Но ориентироваться всегда нужно на показания от 12,6 до 13,3 вольт — в зависимости от типа и страны-производителя АКБ.

Если напряжение в батарее опускается ниже 12 вольт — она разряжена, как минимум, наполовину, а когда оно падает ниже 11,6 вольт — аккумулятор срочно нуждается в зарядке.

Итак, норма показателя напряжения большей части автомобильных АКБ — от 12,6 до 12,7 вольт, а если используется нестандартная модель аккумулятора, норма U может быть несколько выше: 13 вольт, но максимум 13,3. Некоторые начинающие автомобилисты спрашивают о том, какой должен быть показатель U в идеале. Идеальных цифр, разумеется, нет, поскольку меняться может и уровень тока в сети авто, и погодные условия, и потребление энергии отдельными элементами бортовой сети автомобиля.

Для того чтобы не пропустить того момента, когда заряд батареи станет понижаться до критического уровня, существует так называемая таблица заряда АКБ. Если вы замерили U на клеммах вашей батареи, можно определить заряд аккумулятора по напряжению: таблица поможет сориентироваться в этом. В ней выведена прямопропорциональная зависимость U от уровня заряженности АКБ в процентном соотношении.

Также в таблице приведены показатели плотности электролита и температуры, при которой он может замерзать в холодное время года — тоже в зависимости от того, каков уровень заряда и U в аккумуляторе.

Таблица уровня заряженности АКБ

Плотность электролита, гр/см³	Напряжение (вольтаж) без нагрузки	Напряжение (вольтаж) под нагрузкой 100 ампер	Уровень заряженности АКБ, в %	Температура замерзания электролита, в °С
1,11	11,7	8,4	0	-7
1,12	11,76	8,54	6	-8
1,13	11,82	8,68	12,56	-9
1,14	11,88	8,84	19	-11
1,15	11,94	9	25	-13
1,16	12	9,14	31	-14
1,17	12,06	9,3	37,5	-16
1,18	12,12	9,46	44	-18
1,19	12,18	9,6	50	-24
1,2	12,24	9,74	56	-27
1,21	12,3	9,9	62,5	-32
1,22	12,36	10,06	69	-37
1,23	12,42	10,2	75	-42
1,24	12,48	10,34	81	-46
1,25	12,54	10,5	87,5	-50
1,26	12,6	10,66	94	-55
1,27	12,66	10,8	100	-60

Напряжение зарядки аккумулятора автомобиля — какое напряжение поддерживать?

Автомобильная батарея состоит из 6 элементов, соединенных последовательно. Каждая банка имеет полный заряд 2,10-2,15 В, поэтому общее напряжение суммируется, составляет 12,6 – 12,8 В. Какое напряжение у АКБ после отключения ЗУ? При установке аккумулятора в авто величина напряжения после зарядки должна быть 12,4 В. это нормально. Аккумулятор автомобиля стартовый, в период запуска двигателя разряжается, в процессе движения восстанавливает энергию от генератора машины. Если напряжение в аккумуляторе снижается до 12 В, устройство требует зарядки от сети. Большая потеря заряда в банках характеризуется, как глубокий разряд, разрушающий батарею.

Напряжение зарядки аккумулятора автомобильным зарядным устройством

Автомобиль, эксплуатируемый с преимуществом длинных пробегов, успевает полностью зарядиться от генератора для следующего пуска. Но заряд его не будет полным. Степень зарядки аккумулятора можно определить по напряжению на клеммах. Чем меньше величина, тем слабее концентрация электролита в банках.

Проверить заряд аккумулятора, можно воспользовавшись мультиметром. Следует установить градуировку «переменный ток» и замерить показатель на клеммах. Можно определить уровень заряда по плотности электролита.

Степень зарядки автомобильного аккумулятора определяется по напряжению, как в таблице.

Чтобы поднять емкость аккумулятора, необходимо зарядить его специальным зарядным устройством. Это преобразователь напряжения, выпрямитель. Аккумуляторы бывают обслуживаемые, необслуживаемые, гелевые, AGM, литиевые. Напряжение и ток зарядки их отличается по напряжению, времени, длительности циклов. Есть универсальные ЗУ, рассчитанные на переключение режимов для разных моделей АКБ, регулирование параметров.

Напряжение на клеммах аккумулятора при зарядке

Для зарядки аккумулятра от зарядного устройства выбирают режим с постоянным током или напряжением. Оба они одинаково эффективны, но применяются к разным батареям. В процессе зарядки и эксплуатации аккумулятора необходимо производить замеры напряжения на клеммах кислотного аккумулятора.

Чтобы зарядить батарею на 12 В, потребуется установить режим постоянного напряжения 16 -16,5 В. Используя ток 14,4 В можно зарядить аккумулятор на 75-85 %. При постоянном напряжении сила зарядного тока величина переменная, ограничивается только ЗУ.

Какое напряжение для зарядки нужно установить? Исходят из достижения критического напряжения, сопровождающегося «кипением» — выделением газа из банок автомобильного аккумулятора. Нормально заряженным считают аккумулятор, с напряжением на клеммах от 12,6 до 14,5 В. Снимать показания следует прибором, не полагаясь на бортовой компьютер. Замеры на работающем двигателе, и в отключенной батарее отличаются.

Допустимое напряжение зарядки на клеммах аккумулятора при работающем моторе варьируется 13,5 -14 В. Показатель показывает недозаряд батареи, если напряжение выше. Нужно повторить замер через 2 минуты, возможно, батарея разрядилась при запуске. Если напряжение зарядки низкое – аккумулятор теряет ресурс или проблемы исходят от автомобильного генератора. Проводить замеры нужно, отключив бортовые системы.

Замеряя напряжение зарядки аккумулятора на неработающем авто, невозможно выявить проблемы с генератором, однако хорошо определяется степень зарядки аккумулятора. Напряжение 12,5 – 14 В говорит об отсутствии проблем. При низком показателе необходимо проверить:

состояние электролита – субстанция должна быть прозрачной, уровень нормальным;
многое зависит от уровня заряда АКБ;
определение возможности подзарядки до оптимального напряжения.

Тестирование выявит проблемы с аккумулятором, его работоспособность.

Зарядка аккумулятора постоянным сопротивлением

Возможна ли зарядка АКБ с постоянным сопротивлением? Из формулы I =U*R, понятно, если установить сопротивление величиной постоянной, то переменными станут ток или напряжение. Но внутри аккумулятора сопротивление – величина переменная, влияющая на поглощение энергии. Полное сопротивление складывается из сопротивления поляризации, которое меняется и омического, остающегося стабильным в одинаковых условиях и для конкретного аккумулятора.

На сопротивление влияют температура, степень разряженности, концентрация электролита, учтенные в характеристиках разрядных кривых АКБ. Но если в формуле сопротивление величина переменная во времени и состоянии автомобильного аккумулятора, то постоянным при зарядке может быть ток, напряжение или комбинирование тока и напряжения. Для сглаживания величины тока зарядки используется резистор — балластное сопротивление.

Какое напряжение выставлять при зарядке аккумулятора

Напряжение это разность потенциалов, и ток потечет в ту сторону, где эта величина будет меньшей. Поэтому напряжение зарядного устройства выбирается всегда выше, чем уровень зарядки автомобильного аккумулятора. Чем больше разница напряжения, тем быстрее и полнее наберет емкость аккумулятор автомобиля после зарядки.

Во время зарядки при постоянном напряжении предел установленного на ЗУ параметра ниже, чем характеристика, при которой начинается выделение газов из обслуживаемого аккумулятора. Какое значение разности потенциалов нужно для зарядки автомобильного аккумулятора? Максимальное напряжение, применяемое при зарядке батареи 16, 5 В. Какой параметр должен быть, зависит от вида АКБ. От напряжения зависит время и полнота зарядки аккумулятора. Соотношение напряжения заряда, восстановления емкости для батареи 12 В за 24 часа таково:

Напряжением 14,4 В можно зарядить батарею на 75-80 %;
Используя напряжение 15 В степень заряда 85 – 90 %;
Напряжением 16 В батарея заряжается на 95 – 97 %;
Максимальным напряжением 16,3 -16,5 В батареи заряжаются полностью.

При достижении напряжения на батарее 14,4 – 14,5 на ЗУ загорается сигнал окончания зарядки.

Установлено, что именно это напряжение автомобильного аккумулятора не создает газовыделения после и во время зарядки. Поэтому при реальной эксплуатации автомобилей, генератор через регулятор напряжения ограничивает максимальный уровень напряжения этим значением. Летом этот показатель близок к 100 % емкости, зимой соответствует 13,9-14,3 В, при работающем моторе, что соответствует 70-75 % емкости.

Максимальное напряжение зарядки аккумулятора

Мы знаем, современные авто высокого класса имеют бортовую систему, работающую на 16 В. Какие аккумуляторы применяются в этих АКБ? Для того чтобы не было газовыделения, ситема должна быть закрытой.

Значит, необслуживаемые Ca/Ca аккумуляторы могут выдержать жесткие условия эксплуатации. Для них используется особый режим зарядки. Использование кальция вместо сурьмы позволяет вести зарядку аккумулятора повышенным напряжением, при этом электролит вскипает. Необслуживаемый аккумулятор не терпит резких перепадов напряжения в бортовой сети. Он предназначен для автомобилей с хорошей системой электронного контроля напряжения. Более терпимы к условиям эксплуатации гибридные батареи, из малосурьмянистых и кальциевых пластин.

Напряжение аккумулятора в конце зарядки

После полной зарядки АКБ заряд несколько изменится. Происходит диссоциация электролита с заполнением пор токовыводящих пластин. Установленный в подкапотное пространство автомобильный аккумулятор принимает температуру окружающей среды, и емкость изменится в большую сторону при жаре или падает при минусовых температурах. Поэтому точно узнать после зарядки, какое напряжение аккумулятора автомобиля, можно, установив его на место. Даже, находясь в мастерской, напряжение на клеммах изменяется. Это особенно заметно, если не полностью проведен цикл и ток зарядки не упал до 200 мА. При этом происходит перераспределение заряда, и возможна дополнительная подпитка устройства энергией.

Но если после зарядки аккумулятора напряжение падает на работающей машине – это повод для ревизии генератора или замены аккумулятора.

Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения

Каждый вид аккумуляторов заряжается на основании характеристик видов использованный конструкций. Самое низкое напряжение зарядки имеют обслуживаемые, гелевые и литиевые аккумуляторы. Причины вскипание, разрушение состава, пожароопасность. Если обслуживаемый аккумулятор можно зарядить простейшим ЗУ, литиевые и гелевые системы требуют соблюдения 2 ступенчатого комбинированного режима накопления энергии.

Все системы рассчитаны на предотвращение перезаряда, снабжены автоматическим отключением питания при достижении напряжения, какое требуется для автомобильного аккумулятора. При зарядке происходит постепенное снижение силы тока из-за повышения сопротивления, напряжение остается стабильным. После зарядки процесс электрохимической реакции продолжается, в виде незначительного саморазряда.

Важно, чтобы напряжение зарядки всегда превышало параметры, нужные для эксплуатации прибора. Чтобы ток перетекал, нужен уклон, которым является разность напряжения между ЗУ и батареей.

Видео

Предлагаем посмотреть советы специалиста, как правильно заряжать и обслуживать аккумулятор автомобиля, какое напряжение должно быть на аккумуляторе после зарядки.

Какое напряжение должно быть на аккумуляторе автомобиля

Напряжение с емкостью – два основных параметра автомобильного АКБ. Эти значения определяют качество функционирования элемента, поэтому водитель должен контролировать значения. Из обзора вы узнаете, какое напряжение должно быть на аккумуляторе в обычном рабочем состоянии и при повышенных нагрузках.

Общие моменты

Электродвижущая сила отвечает за нормальное прохождение тока по цепочке, дает запрограммированную разность выводных частей источника питания – то есть АКБ. Искомая величина рассчитываться будет как разница потенциалов.

Электродвижущая сила равна расходуемой на перенос заряда между выводами энергии. Значения токовых сил, напряжений связаны друг с другом неразрывным образом. Когда внутри батареи данная сила не возникает, отсутствует ток и на выводящих частях.

Также важно понимать, что при ЭДС вольты есть и без прохождений тока по цепи.
Когда цепные связи размыкаются, ток отсутствует, но в аккумуляторе начинает возбуждаться электродвижущая сила, в зоне выводов появляется движение.
Для измерения обеих величин используются вольты. Электродвижущая общая сила в автоаккумуляторе развивается в результате электрических и химических процессов, протекающих внутри него. ЭДС всегда больше напряжения в аккумуляторе на величину, равную падению внутреннего напряжения.
Для замеров применяются вольтметры с мультиметрами. В аккумуляторе для авто размеры ЭДС будут зависеть от плотности, температурных значений электролита.
В случае роста плотности электролитного вещества растет и показатель тока, ЭДС.
Точных сведений по вопросу того, какое значение для батареи питания идеальное, нет. Специалисты во внимание принимают оптимальные показатели пуска для старта моторного механизма. Если АКБ новый, заряженный, данное значение должно быть 12,6–12,7 вольта.
Если напряжение заряженного аккумулятора автомобиля без нагрузки выше, это еще не указывает на наличие проблемы.
Например, сразу после зарядки АКБ ее ток при замерах будет выше на 0,5 вольта реального, и при итоговых подсчетах это нужно учитывать. 13,0–13,2 вольта – цифра, которая превышает допустимые значения напряжения, но для некоторых моделей батарей она является нормальной.
Близкие к рекомендованным значениям данные батарея показывает спустя пару часов после зарядки.
Критическим для АКБ считается 12 вольт и менее. Если значение меньше этой цифры, нужна срочная зарядка. Использовать элемент питания на ресурсном пределе нельзя, поскольку в данном случае запустится процесс сульфатации пластин. В будущем от последствий сульфатации избавиться проблематично, и придется покупать новую батарею.
При этом 12,1 вольта достаточно для старта мотора, проблемы возникают на 11,6 вольта и ниже. Это все цифры, о которых нужно знать и учитывать их во время работы. В большинстве случаев значение напряжения заряженного аккумулятора автомобиля находится на отметке в 12,2–12,5 вольта.
Таблица заряда
Чтобы не упустить момент, когда заряд батареи упадет до предельно критического уровня, используйте таблицу заряда АКБ. Если измерить U на клеммах, можно рассчитать общий заряд.
Также в таблице вы найдете значения плотности электролита, температурных значений, при которых он может замерзать зимой. Ознакомиться с основными значениями можно в таблице заряда аккумулятора автомобиля по напряжению.
Все способы проверки
Проверять напряжение аккумулятора автомобиля на степень разряженности можно разными способами. Рассмотрим их.
Мультиметром
Для проверки аккумуляторов «Акум», «Ватра» и других марок, устанавливаемых на авто «КамАЗ», «Вольво», «БМВ» удобно использовать мультиметр.
Автомобильный мультиметр
Прибор вы найдете в любом специализированном магазине, есть он на СТО. Для разовых замеров мультиметр проще одолжить, хотя большинству водителей он нужен регулярно.
Цифровые приборы стоят дороже механических, зато они удобнее в эксплуатации.
Скорее всего, показания мультиметра и бортового компьютера будут различаться.
Стандартные устройства приборной панели часто ошибаются, дают незначительную погрешность, поскольку подключаются к АКБ не напрямую. Обычно отклонения идут в меньшую сторону.
При работающем моторе
Какое напряжение должно быть на заряженном аккумуляторе автомобиля, мы разобрались, теперь рассмотрим порядок измерения текущих показателей при работающем моторе.
Основной рабочий инструмент – мультиметр.
Сначала сделайте замеры при заведенном двигателе – в норме значение должно быть в районе 13,5–14,0 вольт.
Если значение превышает 14,2 вольта, зарядка низкая, генератор будет направлять энергию на зарядку элемента питания. Чрезмерные показатели в зимнее время года в данном случае считаются нормой.
В высоком токе плохого ничего нет. Когда с электрооборудованием все в порядке, спустя 10 минут электронные части системы скинут текущие значения до стандартных максимальных 14 вольт.
При отсутствии данной реакции цифра до оптимальных величин постепенно не сбрасывается, возможен перезаряд аккумулятора. Он постоянно будет функционировать на максимальной отдаче, начнет выкипать электролит.
Когда при включенном моторе показатель составляет меньше 13,0–13,4 вольта, можно говорить об отсутствии полной зарядки. В сервис сразу не бегите, для начала измерьте показания при выключенных потребителях – это кондиционер, магнитола, фары, прикуриватель и пр.
Также резкое падение возможно в случае окисления контактов – проверьте их перед поездкой в сервис и, если нужно, зачистите шкуркой.
Другой метод проверки – при выключенных источниках потребления энергии, работающем моторе вы должны получить 13,6. Проверьте соответствие параметров, если все в норме, включите ближний свет, при этом показатель должен упасть на 0,1–0,2 вольта.
Теперь включайте в машине музыку, сплит-систему, прочие потребители энергии. Действия выполняйте постепенно, при каждом новом включении потребителя параметр должен немного падать.
При резких скачках, скорее всего, проблема в генераторной системе – он работает не на всю мощность, либо износились, загрязнились щетки.
Даже если включены все потребители энергии, показатель все равно в норме не падает ниже 13 В. Иначе батарея начнет разряжаться сильно и сядет полностью.
Решением вопроса в данном случае будет замена элемента питания.
При отключенном моторе
Вам также потребуется для проведения работ мультиметр. Если показатель на выводах ниже 11,8 вольта, машина, скорее всего, просто не заведется, придется прикуривать ее от другого авто.
Показатель нормального уровня при отключенном моторе – 12,5–13,0 вольт. Значение 12,9 указывает на то, что АКБ заряжен примерно на 90 %, 12,5 – наполовину, 12,1 – осталось не более 10 %. Это расчеты на глаз, но многие автомобилисты пользуются ими.
Важный нюанс проверки при выключенном моторе – если двигатель заглушен только что, значение будет одним, на утро после простоя другим.
Оптимально замерять напряжение непосредственно до поездки. Уровень зарядки аккумулятора указывает на его способность удерживать значения по несколько суток. Если батарея заряжена полностью, а вы не ездили неделю и больше, то параметр резко снизится. То есть константным значение не является.
С применением нагрузочной вилки
Проверка аккумулятора с применением нагрузочной вилки – точный, простой и эффективный способ проверить работоспособность батареи автомобиля. В итоге вы выясните, заряжен ли аккумулятор.
Подсоедините вилку к нужному полюсу батареи максимум на 5 секунд. Сначала должно быть в районе 12–13 вольт, после пятой секунды – больше 10 вольт, несмотря на снижение. Такой элемент питания считается полностью заряженным, может работать под разными нагрузками.
Когда показатель в ходе тестирования при проверке нагрузочной вилкой снижается до 9 вольт, АКБ неисправен, рекомендуется его замена.
В холодный сезон
Снижение температурных показателей среды вызывает изменения в номинальной плотности рабочего вещества – электролита. С учетом уровня заряда АКБ будет определяться реакция на пониженные температурные показатели.
У полностью заряженной батареи резко возрастет плотность, что вызовет резкий скачок измерений.
Когда блок питания сел, плотность понижается по причине морозов, возникают сложности при запуске мотора.
Водители совершенно ошибочно полагают, что в зимнее время АКБ дополнительно разряжается из-за низких температур воздуха. В реальности роль играет не низкая температура среды, а замедление химических процессов в элементе питания в результате морозов.
Полезные рекомендации
Рекомендации, которые пригодятся при эксплуатации, обслуживании АКБ для продления времени его работы:
время от времени тестируйте батарею и как можно чаще (хотя бы раз в квартал) выполняйте подзарядку от сети;
следите за исправностью генератора, проводов, функции регулировки напряжения авто для нормального заряда элемента питания во время поездок;
замеряйте токовые утечки;
замеряйте плотность электролитного вещества после полной зарядки, сравнивайте цифры из таблицы выше, исправляйте ситуацию, если это нужно;
держите автоаккумулятор в чистоте, чтобы минимизировать ток утечки.
Не замыкайте выводные выходы автомобильной батареи накоротко, поскольку последствия в данном случае будут плачевными.
Заключение
Из обзора вы узнали, сколько вольт должен показывать заряженный аккумулятор и почему важно контролировать эти значения. Напряжение АКБ, как и емкость, плотность рабочего вещества, дает возможность делать выводы о рабочем состоянии элемента питания.
Первый параметр автоаккумулятора указывает на степень его заряда, показатель учитывайте для продления срока службы элемента питания. Контроль сложностей не представляет, для его выполнения применяется базовый набор инструмента.
На АКБ авто в норме параметр составляет 12,6–12,9 вольта при 100%-й зарядке. Замер значения позволяет оперативно оценивать степень заряда. При этом степень износа, текущее состояние батареи так по показателю понять невозможно.
Чтобы получить точные сведения о состоянии АКБ, проверьте ее емкость, сделайте тест, когда дадите нагрузку. Применяются разные варианты проверки работоспособности батареи, все были рассмотрены в обзоре.
Удобно пользоваться таблицей степени заряда АКБ для всех моделей авто, в которой указываются значения температуры промерзания электролита, его плотности с учетом заряда батареи.
Таблица уровня заряда аккумулятора автомобиля по напряжению
Перед подключением ЗУ проверяют заряд аккумулятора по напряжению, таблица помогает узнать его состояние. В зависимости от показаний вольтметра выбирают режим восстановления емкости.
Напряжение зарядки аккумулятора автомобильным зарядным устройством
Подзарядка батареи при работающем моторе, когда она отдает энергию, проводится автомобильным генератором. Если его работа нестабильна, то емкость не восстанавливается. При движении на большие расстояния АКБ заряжается, энергии хватает для пуска двигателя, но емкость на 100% не заполняется. Это предусмотрено конструкцией, чтобы аккумулятор не перезаряжался.
Проверяют состояние батареи и одновременно автомобильного ЗУ вольтметром в режиме измерения напряжения. Красным щупом прикасаются к положительной клемме, черным — к отрицательной. Если подключить наоборот, то прибор просто покажет отрицательное значение. Бортовой вольтметр к АКБ подключен не напрямую, поэтому имеются погрешности в показаниях.
Вначале измеряют при разомкнутой цепи: снимают АКБ или отсоединяют клеммы. В норме показатели должны быть от 12,6 до 12,9В. Если они меньше — проблемы с батареей или генератор не обеспечивает ее током для восстановления емкости.
Более точную картину степени заряженности дают измерения при работающем ДВС без освещения:
от 13,0 до 13,4В — небольшое падение емкости, требуется подзарядка;
от 13,5 до 14,0В — состояние батареи и зарядного оборудования нормальное;
выше 14В — аккумулятор разряжен (если зимой через некоторое время показатели пришли в норму, система в порядке).
Если включить освещение в заведенной машине, то вольтметр должен показать 12,8-13,0В. Еще один способ проверить источник питания — снять показатели в момент включения стартера. Они не могут опускаться ниже 9,5В.
Зарядку осуществляют при помощи внешнего устройства.
Напряжение на клеммах аккумулятора при зарядке
Заряжают неизменными амперами или вольтами на ЗУ. Чтобы знать заряженность аккумулятора, следят за напряжением на его контактах. Оно растет, зарядный ток падает. Если замеры показывают, что оно не увеличивается на протяжении 2 часов, а ампераж стабильный, то батарея почти на 100% восполнила емкость.
Напряжение вырастает до аналогичного на ЗУ. Рекомендуемое значение — от 14,4 до 14,5В. Когда оно на приборе и клеммах АКБ сравняется, это значит, что достигнуто 90-95% заряда. Самые современные необслуживаемые батареи требуют 16,1-16,3В. Такой же показатель должен быть на клеммах.
Зарядка аккумулятора постоянным сопротивлением
Заряд стабильным током — основной универсальный метод восстановления емкости. Амперы остаются неизменными. Зарядить можно другим способом, подавая напряжение без изменения. Процесс происходит быстрее, но показатели ампер падают по мере увеличения емкости.
По закону Ома, если поддерживать постоянное сопротивление, то меняться в процессе заряда будет напряжение. Но аккумулятор обладает внутренним непостоянным сопротивлением. Оно меняется по мере заряженности, нагрузки и других факторов. Если сопротивление переменное, то вольты или амперы будут стабильными.
Какое напряжение выставлять при зарядке аккумулятора
Чтобы запустить зарядку, от ЗУ требуется большее напряжение, чем оно есть на аккумуляторе. Чем существеннее между ними разница, тем быстрее набирается емкость. Есть границы подъема, за которыми начинается закипание электролита.
Если установить оптимальный параметр, то происходит наиболее полный заряд, нет газовыделения. На автомобиле напряжение ограничивает реле, поэтому при исправной системе батарее не грозит перезаряд и закипание электролита. Если используется внешнее ЗУ, то показатель выставляют вручную.
Максимальное напряжение зарядки аккумулятора
На него влияет вид АКБ. От вольтажа зависит, как быстро и насколько полно восстановится емкость.
Все батареи, кроме кальциевых, заряжают преимущественно стабильным током или напряжением. При неизменном ампераже его устанавливают на величину 10% емкости АКБ. Заряжают до тех пор, пока вольтметр не покажет значения 14,3-14,4В. Амперы после этого уменьшают вдвое и продолжают зарядку. Когда напряжение поднимется до 15В, то опять уменьшают ампераж в 2 раза. Заряжают до тех пор, пока вольты и амперы не стабилизируются.
Используя метод постоянного напряжения, на зарядном устройстве выставляют максимальное значение — 14,4В и ожидают. Когда показатели на ЗУ и клеммах сравняются, то можно считать, что аккумулятор заряжен.
У элитных автомобилей бортовая система работает от 16В, аккумулятор подзаряжается повышенным током. Кислотные устройства выдержать его неспособны, поэтому используются необслуживаемые Ca/Ca. У них закрытая система, нет газовыделения, выдерживают жесткие эксплуатационные условия. Однако не допускается глубокий разряд и некорректная работа системы бортовой сети.
Использование кальциевых АКБ оправдано на автомобилях, где установлено хорошее оборудование для контроля бортовой электрической системы. Заряжать такие батареи требуется до 16В с применением особого режима. Используется специальное программируемое ЗУ, способное выдавать 16,1-16,5В. С таким напряжением кальциевый аккумулятор заряжают до 100%. Если устройство выдает не более 14,8В, то емкость восполнится на 50%. При ограничении 15,5В Ca/Ca батарея зарядится на 75%.
Напряжение аккумулятора в конце зарядки
Полный заряд меняет характеристики АКБ. Процессы внутри поднимают температуру электролита, что сказывается на емкости. На морозе заряд падает. Поэтому аккумулятор проверяют спустя несколько часов, отключив от ЗУ.
На окончание заряда указывают 14,4В на тестере. На заводских устройствах об этом сообщает зеленая индикаторная лампочка. Если зарядка неполная, то напряжение через несколько часов начнет падать. Если оно меняется в меньшую сторону на работающей машине, то можно судить о неисправности аккумулятора или генератора.
Отклонения от правильного вольтажа в конце зарядки опасны. Если напряжение недостаточное, АКБ не зарядится, сульфатируется. А если в момент подзарядки выходят газы, то поднимается температура электролита. Последствия могут быть опасны: ресурс уменьшается сильнее.
Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения
При зарядке стабильным напряжением наблюдается прямая зависимость емкости АКБ от подаваемого с ЗУ вольтажа:
14,4В — 80%;
15В — 90%;
16В — 96%;
16,5 В — 100%.
Каждую батарею заряжают в режиме, предусмотренном конструкцией. Наиболее низкое напряжение требуется для обслуживаемых кислотных и гелиевых АКБ. Самое высокое — для кальциевых. Заряжать прекращают при достижении номинального показателя.
Таблица уровня заряженности АКБ
Емкость АКБ измеряют тестером, отключив зарядку от сети. Для получения более точных данных снимают показатели под нагрузкой 100А. Напряжение также характеризует плотность электролита и точку его замерзания.
В разомкнутой цепи Под нагрузкой Заряженность, % Плотность Температура замерзания электролита, ° С
12,7 10,8 100 1,27 -60
12,6 10,7 94 1,26 -55
12,5 10,4 85 1,25 -50
12,4 10,2 75 1,23 -42
12,3 9,9 62,5 1,21 -32
12,2 9,7 56 1,2 -27
12,1 9,5 44 1,18 -18
Таблица служит для оценки состояния аккумулятора.
Определяем степень заряженности аккумулятора по напряжению
Степень заряда автомобильного аккумулятора замеряют при приобретении новой АКБ и при возникновении проблем во время эксплуатации. И если летом допустима определённая разряженность батареи, то с понижением температуры могут возникнуть трудности с энергообеспечением оборудования или даже запуском двигателя. Определение степени заряженности аккумулятора — простая процедура, которую можно осуществить самостоятельно.
Нормальный заряд аккумулятора
Приобретая новый источник питания, следует проверить степень заряженности аккумулятора, подразумевающую количество энергии, которое может выдавать аккумуляторная батарея на протяжении определённого времени. Именно поэтому замеряется заряд АКБ в Ампер-Часах. Для получения максимально грамотных показаний стоит проводить несколько замеров: без нагрузки или с ней.
Для новой АКБ уровень разности потенциалов должен быть больше 12 вольт. Если напряжение аккумулятора автомобиля упало до 10,8В, то использование такой батареи не рекомендуется — её следует зарядить. После полной зарядки АКБ показатель напряжения будет равен примерно 12,6 вольтам. Плотность электролита целиком заряженного аккумулятора составляет приблизительно 1,28 гр/см3.
Как изменяется напряжение при разряде аккумулятора
Прямая связь таких параметров, как напряжение и состояние химических элементов (электролита и пластин), а также уровня зарядки, отражается на работоспособности всей системы.
После полного заряда автомобильного аккумулятора электролит имеет высокую концентрацию кислоты, и напряжение батареи максимально. Во время эксплуатации плотность уменьшается, в связи с этим падает значение напряжения, следовательно и заряд АКБ. Стоит отметить, что разность потенциалов источника питания изменяется не только от заряда аккумулятора, но и от количества приборов, подключённых к сети.
Как соотносятся заряженность батареи и напряжение аккумулятора, можно увидеть на этом рисунке:
Тесно связаны напряжение и ёмкость АКБ. Оба параметра производитель указывает в модели источника питания. Они показывают, какую нагрузку энергии выдаёт аккумуляторная батарея на протяжении определённого времени разряда. Большие токи и быстрый разряд уменьшают ёмкость источника питания, меньшие — могут способствовать увеличению этого показателя.
Остаточную ёмкость аккумулятора принято проверять:
по напряжению под мощностью при помощи нагрузочной вилки и постоянного тока;
спектральным анализом;
приборами, снимающими показания при переменном токе.
Все эти способы базируются на сведениях о сопротивлении АКБ, что позволяет только качественно оценить состояние источника питания. Зависимость ёмкости аккумулятора от напряжения не является причиной для установления работоспособности батареи. Связано это с возможным наличием плавающего заряда даст совершенно нормальный результат диагностики, что не будет соответствовать действительности. Поэтому мы рекомендуем проверять остаточную ёмкость АКБ от напряжения с помощью специалистов, которые проведут компьютерное исследование батареи.
Как правильно замерить напряжение аккумулятора
Максимально точные значения можно получить, осуществив комплекс диагностик. Для этого необходимо иметь при себе специальные устройства (мультиметр, вольтметр или нагрузочную вилку). Для осуществления измерений напряжения от аккумулятора необходимо соединить контакты устройства и клеммы батареи.
Во время диагностических процедур стоит понимать, что источник питания, подсоединённый к бортовой системе авто, потребляет энергию. Поэтому показания могут быть несколько ниже, но они не должны опускаться ниже значений 11—11,5 вольт. Проведение корректных измерений допустимо на полностью отключённой и заряженной АКБ, то есть электрическая цепь должна быть разомкнута. Однако это необязательное условие: если вы проверяете напряжение в замкнутой цепи, то учитывайте определённую погрешность.
АКБ подсоединена к системе автомобиля, который не заведён. При этом условии бортовая сеть потребляет определённое количество энергии, поэтому показатель напряжений должен находиться в диапазоне 12,5—13,0 В.
На заведённой машине с выключенными источниками потребления энергии показания прибора должны варьироваться в промежутке от 13,5 до 14 вольт. Более высокие показания говорят о том, что батарея разряжена, а генератор работает не в штатном режиме. Стоит учесть, что повышение данных в холодное время года не является точным свидетельством разряженности АКБ. Если в течение некоторого времени вольтаж вошёл в рамки, то система полностью работоспособна. Пониженные показатели (от 13 до 13,4 вольта) говорят о некоторой разряженности батареи. Необходима зарядка аккумулятора.
На заведённой машине с включёнными источниками потребления электроэнергии значение напряжений должно быть больше 12,8—13,0 В.
Обращаем ваше внимание, работа с мультиметром или вольтметром допускает обратное соотношение полюсов измерительного прибора и клемм АКБ. Нагрузочная вилка должна использоваться строго в соответствии с полярностью.
Мы не рекомендуем проверять напряжение аккумулятора в машине с помощью бортовой системы, потому что она подключена не напрямую к батарее. Поэтому допускаются определённые погрешности измерений.
Проверка заряда аккумулятора по напряжению рекомендуется спустя некоторое время после полной зарядки аккумулятора автомобиля, а также в условиях рабочей температуры (около 20 градусов Цельсия).
Ниже представлена таблица «Степень заряда АКБ по напряжению».
Уровень заряда АКБ
Напряжение в разомкнутой цепи малосурьмянистых (Sb/Sb) и гибридных (Sb/Ca) аккумуляторов, вольт
Напряжение в разомкнутой цепи
в кальциевых (Ca/Ca) и AGM/Gel (Ca/Ca) аккумуляторах, вольт
100%
12,516—12,663
12,666—12,813
75%
12,316—12, 463
12,466—12,613
50%
12,106—12,253
12,266—12,413
25%
11,926—12,073
11,866—12,013
0%
11,756—11,903
11,666—11,813
Таблица 1. Степень заряда аккумулятора по напряжению.
Как изменяется плотность электролита при разряде аккумулятора
Под плотностью следует понимать соотношение дистиллированной воды и серной кислоты (65% к 35% соответственно), являющееся максимально оптимальным для автомобильных источников электрического питания и обеспечивающее накопление заряда электричества. Чем ниже плотность электролита, тем ниже напряжение аккумулятора автомобиля и уровень его заряда. При увеличении плотности ухудшается работоспособность АКБ.
Определённая степень разряда батареи характеризуется активным поглощением серной кислоты и её оседанием на пластинах. Сульфация металлических элементов становится причиной увеличения их жёсткости и неспособности участвовать в химическом процессе. Так как серная кислота тратится, меняется соотношение компонентов — жидкость становится менее плотной, что сказывается на способности аккумулятора в машине держать заряд.
Наглядно увидеть зависимость уровень заряда аккумулятора от плотности электролита можно в этом графике:
Уровень заряда АКБ
Значение плотности электролита
100%
1,249—1,297
75%
1,209—1,257
50%
1,174—1,222
25%
1,139—1,187
0%
1,104—1,152
Таблица 2. Степень заряда аккумулятора по плотности.
Определение степени зарядки аккумулятора по встроенному гидрометрическому индикатору
Диагностика работоспособности источника питания вышеописанными способами нужна в тех случаях, когда аккумуляторная батарея не оснащена специальным индикатором. Наличие указателя зарядки аккумулятора автомобиля позволяет оценить состояние источника питания без использования дополнительных средств.
При заряде батареи свыше 60% индикатор горит зелёным светом. Это означает полную исправность АКБ и возможность запуска двигателя. Отсутствие зелёной индикации и тёмный цвет окошка сообщает о низком заряде батареи и необходимости её зарядить. Запуск автомобиля может быть затруднён. Светлый указатель информирует о том, что процент дистиллированной воды мал — её необходимо долить.
В данной статье мы постарались максимально развёрнуто ответить на все вопросы о степени зарядки АКБ по напряжению. Для диагностики состояния источника питания вам понадобится специальный инструмент:
вольтметр или мультиметр, с помощью которых можно провести исследования как по вольтажу, так и по значениям сопротивления;
ареометр, замеряющий плотности электролита;
устройство необходимое для заряда АКБ, имеющей определённую степень разряженности.
Для удобства восприятия информации в тексте представлена таблица заряда аккумулятора и таблица напряжения аккумулятора автомобиля.
Во время работ не забывайте про степень зарядки источника питания, которая напрямую влияет на получаемые показания. Определить степень заряженности вам также помогут вышеперечисленные приборы.
Аккумулятор — важный элемент системы машины, позволяющий ей полноценно функционировать, даже когда она не заведена. Вряд ли кому-то хочется в неподходящий момент оказаться перед проблемой разряженного источника питания. Мы настоятельно рекомендуем проводить диагностику батареи с определённой периодичностью. А как вы проверяете заряд автомобильной АКБ, поделитесь с нами в комментариях.
минимальное и полностью заряженного, под нагрузкой и без нее, а также какой должен быть нормальный заряд АКБ
Важными показателями аккумуляторной батареи являются ее емкость, напряжение и плотность электролита. От них зависит качество работы и функциональность устройства. В автомобиле аккумулятор подает пусковой ток на стартер для запуска двигателя и питает бортовую сеть, когда это необходимо. Поэтому знать рабочие параметры своего АКБ и поддерживать его работоспособность критически важно для обеспечения исправного состояния автомобиля в целом.
Напряжение АКБ
Для начала разберемся со значением термина «напряжение». По сути, это “давление” заряженных электронов, создаваемое источником тока, через контур (провод). Электроны выполняют полезную работу (питание лампочек, агрегатов и т.д.). Измеряют напряжение в Вольтах.
Измерение напряжение АКБ
Для измерения напряжения аккумулятора можно использовать мультиметр. Контактные щупы прибора прикладываются к клеммам АКБ. Формально считается нормой напряжение в 12В. Фактическое напряжение аккумулятора должно быть в пределах 12,6В -12,7В. Такие показатели у полностью заряженной батареи.
Эти показатели могут меняться в зависимости от условий окружающей среды и времени проверки. Сразу после зарядки прибор может показать 13В – 13,2В. Хотя такие значения также считаются приемлемыми. Чтобы получить правильные данные, нужно подождать час-два после зарядки.
Если напряжение падает ниже 12 Вольт, то это говорит о разряде батареи. Значение напряжения и уровень заряда можно сопоставить по следующей таблице.
Напряжение, Вольт Степень заряда, %
12,6 + 100
12,5 90
12,42 80
12,32 70
12,20 60
12,06 50
11,9 40
11,75 30
11,58 20
11,31 10
10,5 0
Как видно из таблицы, напряжение ниже 12В говорит о 50% разряде АКБ. Аккумулятор нуждается в срочной подзарядке. Следует знать, что в процессе разряда происходит процесс сульфатации пластин. Плотность электролита падает. Серная кислота распадается, участвуя в химической реакции. На пластинах образуется сульфат свинца. Своевременная зарядка запускает этот процесс в обратном направлении. Если допустить глубокий разряд, то батарею уже будет трудно реанимировать. Она либо полностью выйдет из строя, либо значительно потеряет в емкости.
Минимальным напряжением, при котором батарея может работать считается 11,9 Вольт.
Под нагрузкой и без нагрузки
Даже при низком напряжении аккумулятор вполне способен запустить двигатель. Главное, чтобы после этого генератор обеспечил зарядку батареи. Во время старта двигателя аккумулятор подает большой ток на стартер, резко теряя при этом в заряде. Если батарея исправна, то заряд постепенно восстанавливается до нормальных значений в течение 5 секунд.
Напряжение на новом аккумуляторе должно быть в пределах 12,6 – 12,9В, но эти значения не всегда показывают реальное состояние батареи. Например, в состоянии покоя, без подключенных потребителей, напряжение находится в пределах нормы, а под нагрузкой резко падает и быстро расходуется заряд. Такое может быть.
Проверка АКБ нагрузочной вилкой
Именно поэтому проводят измерения под нагрузкой. Для этого используют такой прибор, как нагрузочная вилка. Этот тест показывает, держит ли заряд батарея или нет.
Вилка состоит из вольтметра, контактных щупов и нагрузочной спирали в корпусе. Прибор создает сопротивление тока в два раза превышающее емкость аккумулятора, имитируя пусковой ток. Например, если емкость батареи 50А*ч, то прибор нагружает АКБ до 100А. Главное, правильно подобрать сопротивление. При превышении 100А потребуется подключать уже две спирали сопротивления, чтобы получить точные данные.
Измерения под нагрузкой проводят при полностью заряженной батарее. Прибор удерживается в течение 5 секунд, затем фиксируются результаты. Под нагрузкой напряжение падает. Если аккумулятор исправен, оно упадет до 10 Вольт и будет постепенно восстанавливаться до 12,4В и выше. Если напряжение падает до 9В и ниже, значит, батарея не держит заряд и неисправна. Хотя после зарядки может показывать нормальные значения – 12,4 В или выше.
Плотность электролита
Уровень напряжения также показывает плотность электролита. Сам электролит представляет собой смесь 35% серной кислоты и 65% дистиллированной воды. Мы уже говорили, что при разрядке концентрация серно
Зарядка литий-ионных батарей — Battery University
Узнайте, как продлить срок службы батареи, используя правильные методы зарядки.
Зарядка и разрядка аккумуляторов — это химическая реакция, однако литий-ионные батареи считаются исключением. Ученые, занимающиеся аккумуляторными батареями, говорят об энергиях, поступающих в аккумуляторную батарею и исходящих из нее, как части движения ионов между анодом и катодом. В этом утверждении есть основания, но если бы ученые были полностью правы, то батарея жила бы вечно.Они винят снижение емкости из-за захвата ионов, но, как и во всех аккумуляторных системах, внутренняя коррозия и другие дегенеративные эффекты, также известные как паразитные реакции на электролит и электроды, играют роль. (См. BU-808b: Что вызывает смерть литий-ионных аккумуляторов?).
Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов — это устройство ограничения напряжения, которое имеет сходство со свинцово-кислотной системой. Отличия от литий-ионных аккумуляторов заключаются в более высоком напряжении на элемент, более жестких допусках по напряжению и отсутствии непрерывного или плавающего заряда при полной зарядке.В то время как свинцово-кислотный предлагает некоторую гибкость с точки зрения отключения напряжения, производители литий-ионных элементов очень строго подходят к правильной настройке, потому что литий-ионные аккумуляторы не выдерживают перезарядки. Так называемого чудо-зарядного устройства, обещающего продлить срок службы батареи и получить дополнительную емкость с помощью импульсов и других уловок, не существует. Литий-ионная система — это «чистая» система, которая берет только то, что может поглотить.

Зарядка Li-ion с добавлением кобальта
Литий-ионный аккумулятор с традиционными катодными материалами из кобальта, никеля, марганца и алюминия обычно заряжается до 4.20В / ячейка. Допуск составляет +/– 50 мВ / элемент. Некоторые разновидности на основе никеля заряжаются до 4,10 В / элемент; литий-ионный аккумулятор высокой емкости может достигать 4,30 В / элемент и выше. Повышение напряжения увеличивает емкость, но выход за пределы спецификации вызывает нагрузку на аккумулятор и снижает безопасность. Встроенные в блок схемы защиты не допускают превышения установленного напряжения.
На рис. 1 показаны характеристики напряжения и тока при прохождении литий-ионных аккумуляторов через ступени постоянного тока и начального заряда. Полная зарядка достигается, когда ток снижается до 3–5 процентов от
.График заряда аккумулятора
| Напряжение и удельный вес батареи 12 В
«Состояние заряда» (SOC) батареи — это показатель оставшейся энергии (в процентах). Это похоже на указатель уровня топлива. Измерение и знание SOC батареи или блока батарей полезно при использовании альтернативной энергии или в любой другой ситуации, когда вам необходимо знать ее состояние.
Есть несколько способов определить SOC батареи.
1. Измерьте химический состав батареи (удельный вес) ареометром (точный метод).
2. Измерьте его напряжение вольтметром при разомкнутой цепи, без нагрузки (общее приближение).
3. Отслеживайте ток, протекающий в батарее и выходящий из нее, с помощью «шунта» и соответствующей измерительной цепи (общей для альтернативных энергосистем).
((Аккумуляторный ареометр))
Посмотреть самый популярный ареометр на AMZN
Я составил следующую диаграмму состояния заряда батареи, которая показывает степень заряда (в процентах) в зависимости от напряжения или удельного веса батареи.Напряжения и удельный вес указаны для батарей на 6 или 12 вольт и батарей на 24 и 48 вольт.
Таблица представлена ниже. Но сначала несколько важных замечаний и оговорок…
Как я сделал диаграмму состояния заряда аккумулятора
Как я определил значения напряжения:
Я исследовал как можно больше производителей аккумуляторов в отношении их собственных опубликованных данных SOC. Некоторые немного отличались друг от друга в отношении значений SOC.Однако я усреднил их всех вместе, чтобы получить диаграмму, которая представляет то, что я считаю хорошим ОБЩИМ показателем.
Измерения напряжения батареи приблизительные
Примечание: Измерения напряжения являются приблизительными для определения SOC. Измерение напряжения аккумулятора — НЕ самый точный способ сделать это (необходимо учитывать переменные). Но хорошее обобщение. Более точный метод — измерить удельный вес каждой ячейки в батарее.Однако для многих батарей это сложно или невозможно (например, батареи AGM). Многие (большинство) альтернативных энергосистем включают шунт постоянного тока, который отслеживает SOC, отслеживая ток, протекающий в батарее или банке батарей и выходящий из них, что является очень точным способом отслеживания состояния заряда.
Измерение в состоянии покоя «Обрыв цепи»
Примечание: Для большей точности при измерении напряжения батареи батарея должна быть в состоянии «разомкнутой цепи» (в состоянии покоя или «покоя»).Это означает, что аккумулятор НЕ должен находиться под нагрузкой и НЕ должен заряжаться. Чтобы быть в некоторой степени точным, аккумулятор должен быть в таком состоянии в течение часа или двух, прежде чем проводить измерение, а для более точного измерения вы должны подождать от 6 до 24 часов.
Зависимость напряжения аккумулятора от температуры
Примечание: Напряжение батареи зависит от температуры. Фактически, хорошие зарядные системы (альтернативные энергосистемы) имеют встроенную температурную компенсацию. Данные о напряжении в таблице ниже указаны производителем.листовые листы (близость к комнатной температуре).
Наконечник для ареометра
Примечание: Если измеряется удельный вес (залитые / мокрые батареи глубокого цикла), при отборе пробы из батареи сначала наполните и слейте воду из ареометра несколько раз, прежде чем останавливаться после измерения.
Держите уровень заряда выше 50%
Примечание: Для увеличения срока службы батарейки должны оставаться в зеленой зоне (40% или более SOC). Случайные провалы в желтом цвете могут не причинить вреда, но постоянные разряды до этого уровня значительно сократят срок службы батареи.Вообще говоря, чем меньше вы разряжаете аккумулятор перед подзарядкой, тем дольше он прослужит. Большинство систем, работающих на альтернативных источниках энергии, рассчитаны на поддержание уровня заряда батарей не менее 50% или выше.
Это НЕ напряжение зарядки
Примечание: 100% напряжение НЕ является рекомендуемым зарядным напряжением (которое будет выше и многоступенчатым). См. Рекомендации производителя аккумулятора относительно зарядки.
«Умное» зарядное устройство на 12 В с очень высоким рейтингом:
((Самое популярное зарядное устройство на amzn))
ТАБЛИЦА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА
Напряжение холостого хода или удельный вес на элемент
Загрузить полноразмерный PDF (состояние заряда аккумулятора)
Если вы точно знаете свой аккумулятор, вы можете найти соответствующую информацию о напряжении на их веб-сайте.Но приведенная выше диаграмма дает общее представление о состоянии заряда.
(Эта статья была обновлена с момента ее первоначальной публикации)
.
% PDF-1.4 % 18 0 объект > endobj xref 18 57 0000000016 00000 н. 0000001785 00000 н. 0000001879 00000 н. 0000001921 00000 н. 0000002172 00000 н. 0000002541 00000 н. 0000002965 00000 н. 0000003012 00000 н. 0000003059 00000 н. 0000003106 00000 п. 0000003431 00000 н. 0000003533 00000 н. 0000003634 00000 н. 0000009365 00000 н. 0000009617 00000 н. 0000010069 00000 п. 0000010470 00000 п. 0000014980 00000 п. 0000019534 00000 п. 0000024402 00000 п. 0000028237 00000 п. 0000033808 00000 п. 0000034424 00000 п. 0000034875 00000 п. 0000034929 00000 п. 0000035441 00000 п. 0000035815 00000 п. 0000035914 00000 п. 0000041626 00000 п. 0000046879 00000 п. 0000047460 00000 п. 0000050527 00000 п. 0000054842 00000 п. 0000059704 00000 п. 0000063740 00000 п. 0000311224 00000 н. 0000394294 00000 н. 0000394348 00000 н. 0000394529 00000 н. q0r2c
.
Методы разряда батареи — Battery University
Узнайте, как определенные разрядные нагрузки сокращают срок службы батареи.
Назначение батареи — накапливать энергию и высвобождать ее в желаемое время. В этом разделе исследуется разряд при различных скоростях C и оценивается глубина разрядки, на которую батарея может безопасно перейти. В документе также наблюдаются различные сигнатуры разряда и исследуется срок службы батареи при различных схемах загрузки.
Электрохимическая батарея имеет преимущество перед другими устройствами накопления энергии в том, что энергия остается высокой на протяжении большей части заряда, а затем быстро падает по мере истощения заряда.Суперконденсатор имеет линейный разряд, а сжатый воздух и маховик накопителя являются противоположностью батареи, поскольку вначале выдают самую высокую мощность. На рисунках 1, 2 и 3 показаны смоделированные разрядные характеристики накопленной энергии.
Большинство перезаряжаемых аккумуляторов могут быть кратковременно перезаряжены, но этого следует избегать. Срок службы батареи напрямую зависит от уровня и продолжительности нагрузки, которая включает заряд, разряд и температуру.
Любители дистанционного управления (ПДУ) — это особая категория пользователей батарей, которые максимально увеличивают терпимость к «хрупким» высокопроизводительным батареям, разряжая их со скоростью 30 ° С, что в 30 раз превышает номинальную емкость. Таким же захватывающим, как вертолет с дистанционным управлением, может быть гоночный автомобиль или скоростной катер; срок службы пакетов будет коротким. Любители RC хорошо осведомлены о компромиссе и готовы как заплатить цену, так и столкнуться с дополнительными рисками безопасности.
Чтобы получить максимальную энергию на единицу веса, производители дронов обращаются к элементам с высокой емкостью и выбирают Energy Cell.В этом отличие от отраслей, требующих больших нагрузок и длительного срока службы. Эти приложения относятся к более надежным элементам Power Cell с меньшей емкостью.
Глубина разряда
Свинцово-кислотные разряды до 1,75 В / элемент; система на никелевой основе до 1,0 В / элемент; и большинство литий-ионных до 3,0 В / элемент. На этом уровне расходуется примерно 95 процентов энергии, и если бы разряд продолжался, напряжение быстро упало бы. Чтобы защитить аккумулятор от чрезмерной разрядки, большинство устройств предотвращают работу сверх указанного напряжения в конце разряда.
При снятии нагрузки после разряда напряжение исправного аккумулятора постепенно восстанавливается и повышается до номинального напряжения. Различия в сродстве металлов в электродах создают этот потенциал напряжения, даже когда батарея разряжена. Паразитная нагрузка или высокий саморазряд препятствуют восстановлению напряжения.
Высокий ток нагрузки, как в случае сверления бетона с помощью электроинструмента, снижает напряжение аккумулятора, и порог напряжения конца разряда часто устанавливается ниже, чтобы предотвратить преждевременное отключение.Напряжение отключения также следует снижать при разрядке при очень низких температурах, поскольку напряжение аккумулятора падает, а внутреннее сопротивление аккумулятора увеличивается. В таблице 4 показаны типичные значения напряжения в конце разряда для батарей различного химического состава.
Конец разгрузки
Номинал
Литий-марганцевый
3,60 В / элемент
Литий-фосфат
3.20 В / ячейка
Свинцово-кислотный
2,00 В / элемент
NiCd / NiMH
1,20 В / элемент
.
95 Диаграммы состояния и заряда аккумулятора
95 Диаграммы состояния и заряда аккумулятора
Всегда надевайте защитные очки при работе
возле батарей.
Даже маленькая батарея хранит много
энергии, которая может быть высвобождена во время
короткое замыкание.
В аккумуляторах содержится
электролита.
коррозионный.
Следующая информация любезно предоставлена Ральфом Хейзи из
Богарт Инжиниринг.
Напряжение аккумулятора будет изменяться для одного и того же состояния заряда в зависимости от того,
аккумулятор заряжается или разряжается и какой ток в
отношение к размеру батареи.
Приведенная ниже таблица даст вам представление о состоянии заряда различных аккумуляторов
.
условий в свинцово-кислотных аккумуляторах с затопленными элементами.
Напряжение зависит от температуры.
При зарядке более низкая температура увеличивает напряжение аккумулятора.
Напряжение полного заряда на 12-вольтовой батарее на 0,9 вольт выше при 32 град. F.
При разрядке более высокая температура увеличивает напряжение аккумулятора.
Пока батарея стоит, температурный эффект незначителен.
Следующая информация любезно предоставлена 
AEE Solar.

Ареометр очень точно измеряет уровень заряда батареи, если вы измеряете
электролит возле пластин.
К сожалению, вы можете измерить уровень электролита только в верхней части батареи.
Когда аккумулятор заряжается или разряжается, происходит химическая реакция
имеет место на границе между свинцовыми пластинами и электролитом.
Во время зарядки электролит меняется с воды на серную кислоту.
Кислота становится сильнее, и удельный вес повышается по мере зарядки аккумулятора.
Ближе к концу цикла зарядки пузырьки газа, поднимающиеся через кислоту, перемешивают
жидкость для перемешивания.
Для перемешивания электролита требуется несколько часов, чтобы можно было получить точное показание.
брать в верхней части АКБ.
Всегда старайтесь снимать показания после периода отсутствия заряда или разряда.

Экспериментальные данные по определению напряжения холостого хода для литий-ионных аккумуляторов
Краткий обзор данных. 2021 июн; 36: 107071.
Мостафа Шабан Ахмед
^a Кафедра электротехники и вычислительной техники, Виндзорский университет, 401 Sunset Ave., Офис № 3051, Виндзор, ON N9B3P4, Канада
Балакумар Баласингам
^a Кафедра электротехники и вычислительной техники, Виндзорский университет, 401 Sunset Ave., офис № 3051, Виндзор, ON N9B3P4, Канада
K.R. Паттипати
^b Департамент электротехники и вычислительной техники, Университет Коннектикута, 371 Fairfield Rd, Office # 350, Storrs, CT 06269, USA
^a Департамент электротехники и вычислительной техники, Университет Виндзора, 401 Sunset Ave ., Офис № 3051, Виндзор, ON N9B3P4, Канада
^b Департамент электротехники и вычислительной техники, Университет Коннектикута, 371 Fairfield Rd, офис № 350, Сторрс, Коннектикут 06269, США
Получено 29 ноября 2020 г .; Пересмотрено 8 апреля 2021 г .; Принято 2021 г. 13 апреля.
Это статья в открытом доступе под лицензией CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
Abstract
В этой статье мы представляем наборы данных, собранные от девяти различных литий-ионных аккумуляторов.Эти наборы данных содержат измерения напряжения, тока и времени в течение полного цикла заряда-разряда батареи при очень низком токе (то есть почти на уровне C / 30). Такие данные о низком уровне тока подходят для определения характеристик напряжения холостого хода. Сбор этих данных производился с помощью циклического устройства Arbin для аккумуляторов, а для контроля температуры испытания использовалась тепловая камера. Данные были собраны в широком диапазоне температур от -25∘C до 50∘C.
Ключевые слова: Система управления батареями, Характеристика напряжения холостого хода, Состояние заряда, Подгонка кривой, Литий-ионные батареи
Таблица спецификаций
Шабан
Тема Энергия
Конкретная предметная область Разрыв цепи характеристика напряжения для аккумуляторных батарей
Тип данных Таблица, рисунок и файл данных CSV
Как были получены данные Циклер батареи Arbin BT-2000, тепловая камера Tenney T2C
Формат данных Необработанные, проанализированные (Обработанные)
Параметры для сбора данных Термокамера использовалась для контроля температуры испытания.
Описание сбора данных Циклер батареи Arbin был подключен к тестируемой батарее для сбора таких измерений, как напряжение, ток и время.
Местоположение источника данных Учреждение: Университет Коннектикута Город: Сторрс, Коннектикут Страна: США Широта и долгота для собранных данных: 41.8077 N, 72.2540 W
Доступность данных Имя репозитория: Mendeley Data Идентификационный номер данных : 10.17632 / sb993dhjnz.1 Прямой URL-адрес данных: https://data.mendeley.com/datasets/sb993dhjnz/draft?a=de3a9630-4ac8-43cd-84f0-8acee05edc1f
Соответствующая исследовательская статья Ahmed Шейх Ариф Райхан, Балакумар Баласингам, «Масштабируемый подход для улучшения представления состояния заряда в аккумуляторных батареях», Applied Energy, Volume 267, 2020, 114880. [1] Б. Паттипати, Б. Баласингам, GV Аввари, К. Паттипати, Ю. Бар-Шалом, «Характеристики напряжения холостого хода литий-ионных батарей», Журнал источников питания 269, 317-333.[2]
Значение данных
• Эти данные обеспечивают измерения напряжения, тока и времени, которые можно использовать для оценки параметров напряжения холостого хода.
• Данные при различных температурах позволяют сравнить моделирование напряжения холостого хода с температурой.
• Идентичная процедура сбора данных проводилась для всех аккумуляторных элементов одной модели; это позволяет сравнивать изменение состояния заряда различных аккумуляторных элементов одного и того же типа.
• Данные из нескольких моделей батарей могут использоваться для обучения алгоритмов машинного обучения с помощью автоматизированных алгоритмов управления батареями.
1. Описание данных
Каждый файл исходных данных (хранящийся в формате значений, разделенных запятыми (CSV)) содержит отметки напряжения, тока и времени при определенной температуре. показывает количество клеток, испытанных при каждой температуре. Файлы получают имена в соответствии со следующим форматом: «имя батареи» _ «серийный номер» _ «температура» _ «номер ячейки». Например, файл с именем «Sam_EB555157VA_n15_1» предназначен для аккумулятора Samsung с серийным номером «EB575152VA», где температура испытания составляла -15∘C, и эти данные относятся к ячейке с номером 1.Файл с именем «Nokia_BP_4L_p30_4» предназначен для батареи Nokia с серийным номером «BP 4L», где температура испытания составляла 30 ° C, и эти данные относятся к ячейке с номером 4.
Таблица 1
Количество ячеек, протестированных для каждой температуры .
Набор данных содержит две папки, одна с именем «Raw», а другая с именем «Filtered», последняя содержит данные после использования фильтра для удаления образцов, в которых не было тока, проходящего через батарею. показывает измеренное напряжение аккумуляторной батареи «Samsung EB575152VA» под номером 4 для всех протестированных температур.резюмирует различные батареи и температуры, с которых были собраны данные.
Пример данных от одной из ячеек батареи. Данные, показанные на этом графике, были получены от аккумулятора Samsung EB575152VA (ячейка номер 4), указанного в. Приведенный выше график можно воспроизвести, запустив «data_visual.m» из папки «Plot» в Matlab.
2. Схема эксперимента, материалы и методы
Были заказаны четыре идентичные батареи для каждой модели батареи, показанной на. Для каждого элемента батареи, показанного на, выполнялась следующая процедура для сбора данных характеристики OCV.Коэффициент C батареи рассчитывается на основе емкости батареи, указанной в.
1.
Батарея была полностью заряжена при комнатной температуре (25∘C) со скоростью C / 30, пока напряжение на клеммах не достигло 4,2 В.
2.
Батарея была доведена до желаемой температуры Показано в .
3.
Батарея разряжается со скоростью C / 30 до тех пор, пока напряжение на клеммах не достигнет 3 В.
4.
Был дан 30-секундный перерыв.
5.
Батарея заряжается со скоростью C / 30 до тех пор, пока напряжение на клеммах не достигнет 4,2 В.
6.
Данные {время, напряжение, ток} на этапах (3) — ( 5) были записаны тестером Арбина в файл Excel.
Каждый файл Excel сначала был проанализирован на предмет нарушений; было обнаружено, что данные от некоторых батарей были неправильными (это могло произойти из-за плохого соединения). Эти нерегулярные данные были исключены из дальнейшего анализа.При первоначальном обследовании было обнаружено, что зарядная / разрядная емкость некоторых батарей была необычно низкой; эти батареи были сочтены мертвыми и также были исключены из дальнейшего анализа. суммирует, сколько ячеек осталось для каждого типа батареи для дальнейшего анализа, а также емкость батареи (Кбатт) каждой ячейки.
Заявление о конкурирующих интересах
Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых интересов или личных отношений, которые могли или могли бы повлиять на работу, описанную в этой статье.
Благодарности
Б. Баласингам хотел бы поблагодарить Совет по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады (NSERC) за финансовую поддержку в рамках программы Discovery Grants (DG) под номером гранта RGPIN-2018-04557. Исследования К. Паттипати были частично поддержаны Управлением военно-морских исследований США и Лабораторией военно-морских исследований США грантами № N00014-18-1-1238, № N00173-16-1-G905, № HPCM034125HQU и Институтом космических исследований. грант (# 80NSSC19K1076) от Программы грантов НАСА на исследования космических технологий.
Ссылки
1. Ахмед М.С., Райхан С.А., Баласингам Б. Подход с масштабированием для улучшенного представления состояния заряда в аккумуляторных батареях. Прил. Энергия. 2020; 267: 114880. [Google Scholar] 2. Паттипати Б., Баласингам Б., Аввари Г., Паттипати К.Р., Бар-Шалом Ю. Характеристика напряжения холостого хода литий-ионных батарей. J. Источники энергии. 2014; 269: 317–333. [Google Scholar]
Оценка степени заряда литий-ионных аккумуляторов
[1] Чен Б., Ма Х., Фанг Х. и др.(2014) Подход к оценке состояния заряда литий-ионных аккумуляторов на основе модели эквивалентной схемы Венина. Конференция по прогнозированию и управлению системным здоровьем (PHM-2014 Хунань) 647–652.
[2] Ng KS, Moo CS, Chen YP, et al. (2008) Оценка состояния заряда свинцово-кислотных аккумуляторов на основе динамического напряжения холостого хода. Power and Energy Conference, 2008. PECon 2008. IEEE 2nd International 972–976.
[3] Чанг В.Й. (2013) Методы оценки состояния заряда аккумулятора: обзор. ISRN Appl Math 2013.
[4] Xiong R, Cao J, Yu Q и др.(2018) Критический обзор методов оценки состояния заряда аккумуляторных батарей для электромобилей. Ieee Access 6: 1832–1843.
[5] Ren H, Zhao Y, Chen S, et al. (2019) Разработка и внедрение системы управления батареями с активным балансом заряда на основе онлайн-оценки soc и soh. Energy 166: 908–917.DOI: 10.1016 / j.energy.2018.10.133
[6] Гундогду Б., Гладвин Д., Фостер М. и др. (2018) Прогнозирование стратегии управления зарядом батареи для частотной характеристики в системе Великобритании. 2018 Международная конференция IEEE по промышленным технологиям (ICIT) 1726–1731.
[7] Коулман М., Ли С.К., Чжу С. и др.(2007) Определение состояния заряда на основе оценки напряжения ЭДС: Использование импеданса, напряжения на клеммах и тока для свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторов. IEEE Trans Ind Electron 54: 2550–2557. DOI: 10.1109 / TIE.2007.899926
[8] Авадаллах М.А., Венкатеш Б. (2016) Повышение точности оценки соц в литий-ионных батареях. Дж. Накопитель энергии 6: 95–104. DOI: 10.1016 / j.est.2016.03.003
[9] Чун С.Й., Пэк Дж., Сео Г.С. и др. (2015) Алгоритм оценки состояния заряда без датчика тока для литий-ионных аккумуляторов с использованием отфильтрованного напряжения на клеммах. J Источники энергии 273: 255–263. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2014.08.121
[10] Ларссон Ф., Андерссон П., Бломквист П. и др.(2014) Характеристики литий-ионных аккумуляторов во время огневых испытаний. J Источники энергии 271: 414–420. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2014.08.027
[11] Зуби Г., Дюфо-Лопес Р., Карвалью М. и др. (2018) Литий-ионный аккумулятор: современное состояние и перспективы на будущее Renew Sust Energy Rev 89: 292–308.
[12] Хэ Х, Сюн Р., Чжан Х и др. (2011) Оценка состояния заряда литий-ионной батареи с использованием адаптивного расширенного фильтра Калмана на основе улучшенной модели Тевенина. IEEE Trans Veh Technol 60: 1461–1469. DOI: 10.1109 / TVT.2011.2132812
[13] Сарасуа А.Е., Молина М.Г., Меркадо ПЭ (2013) Динамическое моделирование усовершенствованной аккумуляторной системы хранения энергии для сетевых приложений микросетей переменного тока. Накопитель энергии: Technol Appl .
[14] Моура С.Дж., Аргомедо Ф.Б., Кляйн Р. и др. (2017) Оценка состояния батареи для одночастичной модели с динамикой электролита. IEEE Trans Control Syst Technol 25: 453–468. DOI: 10.1109 / TCST.2016.2571663
[15] Моура С.Дж., Крстич М., Чатурведи Н.А. (2012) Адаптивный наблюдатель PDE для оценки soc / soh батареи. 5-я ежегодная конференция по динамическим системам и управлению ASME 2012 совместно с 11-й конференцией JSME 2012 по движению и вибрации 101–110.
[16] Цанг К., Чан В., Вонг И и др. (2010) Модели литий-ионных аккумуляторов для компьютерного моделирования. 2010 Международная конференция IEEE по автоматизации и логистике 98–102.
[17] Чен М., Ринкон-Мора Г.А. (2006) Точная модель электрической батареи, способная прогнозировать время автономной работы и IV-производительность. IEEE Trans Energy Convers 21: 504–511.
[18] Дей С., Аялев Б., Пису Б. (2014) Дизайн адаптивного наблюдателя для литий-ионной ячейки на основе связанной электрохимико-термической модели. Конференция по динамическим системам и управлению, ASME 2014 V002T23A001 – V002T23A001.
[19] Satadru D, Beshah A, Pierluigi P (2015) Нелинейные робастные наблюдатели для оценки состояния заряда литий-ионных элементов на основе сокращенной электрохимической модели. IEEE Trans Control Syst Technol 23: 1935–1942.
[20] Плетт Г.Л. (2004) Расширенная фильтрация Калмана для систем управления батареями аккумуляторных блоков hev-аккумуляторов на основе Lipb: Часть 3. Оценка состояния и параметров. J Источники питания 134: 277–292. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2004.02.033
[21] Чжан Л., Пэн Х, Нинг З. и др.(2017) Сравнительное исследование моделей эквивалентных схем радиоуправления для литий-ионных аккумуляторов электромобилей. Appl Sci 7: 1002.
[22] Ван ден Босше П., Омар Н., Аль Сакка М. и др. (2014) Проблема проектирования аккумуляторных батарей и возможности электротермического моделирования. Литий-ионные батареи 2014: 249–271.
[23] Ривера-Баррера Дж. П., Муньос-Галеано Н., Сармиенто-Мальдонадо ХО (2017) Социальная оценка литий-ионных батарей: обзор и будущие задачи. Электроника 6: 102. doi: 10.3390 / electronics6040102
[24] Xie B, Liu Y, Ji Y и др.(2018) Двухступенчатая аккумуляторная система накопления энергии (BESS) в микросетях переменного тока со сбалансированным состоянием заряда и гарантированной стабильностью слабого сигнала. Энергия 11: 322. DOI: 10.3390 / en11020322
[25] Тан X, Лю Б., Гао Ф (2017) Оценка состояния заряда батареи lifepo4 на основе наблюдателя классификатора усиления. Энергетические процедуры 105: 2071–2076.DOI: 10.1016 / j.egypro.2017.03.585
[26] Хусейн А.А. (2014) Фильтры Калмана по сравнению с нейронными сетями при оценке состояния заряда батареи: сравнительное исследование. Int J Mod Nonlinear Theory Appl 3: 199. DOI: 10.4236 / ijmnta.2014.35022
[27] Бараи А., Виданедж В.Д., Марко Дж. И др.(2015) Исследование техники определения характеристик напряжения холостого хода и оценки гистерезиса литий-ионных элементов. J Источники энергии 295: 99–107. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2015.06.140
[28] Xiong R, Yu Q, Wang LY (2017) Онлайн-оценка напряжения холостого хода и состояния заряда для литий-ионных аккумуляторов. Энергетические процедуры 142: 1902–1907. DOI: 10.1016 / j.egypro.2017.12.388
[29] Ли С., Ким Дж., Ли Дж. И др. (2008) Оценка состояния заряда и емкости литий-ионного аккумулятора с использованием нового напряжения холостого хода в зависимости от состояния заряда. Источники питания Дж 185: 1367–1373. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2008.08.103
[30] Мэн Дж., Ло Дж., Рикко М. и др. (2018) Обзор методов моделирования литий-ионных аккумуляторов для оценки состояния заряда электромобилей. Appl Sci 8: 659. DOI: 10.3390 / app8050659
[31] Тан И, Мао Дж, Цзэн К. (2011) Моделирование влияния температуры батареи на электрические характеристики литий-ионной батареи в гибридном электромобиле. 2011 Девятая международная конференция IEEE по силовой электронике и приводным системам 637–642.
[32] Ченг З., Ван Л., Лю Дж. И др. (2016) Оценка состояния заряда литий-ионного аккумулятора на основе фотоэлектрической системы накопления энергии. Tehnički vjesnik 23: 695–700.
[33] Weng C, Sun J, Peng F (2013) Модель литий-ионных аккумуляторов с разомкнутой цепью для эффективного анализа возрастающей емкости. ASME 2013 динамические системы и конференция управления. 2013: V001T05A002 – V001T05A002.
[34] Charkhgard M, Farrokhi M (2010) Оценка состояния заряда литий-ионных аккумуляторов с использованием нейронных сетей и экф. IEEE Trans Ind electronic 57: 4178–4187. DOI: 10.1109 / TIE.2010.2043035
[35] Ма И, Чжоу Х, Ли Б. и др.(2016) Дробное моделирование и социальная оценка литий-ионной батареи. IEEE / CAA Journal of Auto Sin 3: 281–287. DOI: 10.1109 / JAS.2016.7508803
[36] Ng KS, Moo CS, Chen YP, et al. (2009) Усовершенствованный метод подсчета кулонов для оценки состояния заряда и состояния литий-ионных батарей. Appl energy 86: 1506–1511.DOI: 10.1016 / j.apenergy.2008.11.021
[37] Липу М.Х., Ханнан М.А., Хуссейн А. и др. (2018) Оценка состояния заряда литий-ионной батареи с использованием алгоритма поиска освещения на основе рекуррентной нейронной сети Narx. IEEE Access 2018.
[38] Hansen T, Wang CJ (2005) Оценка состояния заряда аккумулятора на основе вектора поддержки. J Источники энергии 141: 351–358. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2004.09.020
[39] Chang MH, Huang HP, Chang SW (2013) Новый метод оценки уровня заряда аккумуляторных батарей lifepo4, используемых в роботах. Энергия 6: 2007–2030. DOI: 10.3390 / en6042007
[40] Тудорою Р.Э., Захееруддин М., Раду С.М. и др.(2018) Реализация в реальном времени расширенного фильтра Калмана и pi-наблюдателя для оценки состояния литий-ионных аккумуляторов в гибридных электромобилях — тематическое исследование. Батарейки 4:19. Doi: 10.3390 / battery4020019
[41] Линху Дж., Канг Л., Лю М. и др. (2018) Оценка состояния заряда тройной батареи в электромобилях с использованием сферического симплексно-радиального кубатурного фильтра Калмана. 2018 Международная конференция по технологиям энергосистем 1586–1592.
[42] Wu TH, Moo CS (2017) Оценка состояния заряда с калибровкой состояния для литий-ионных аккумуляторов. Энергия 10: 987. DOI: 10.3390 / en10070987
[43] Ли Y, Zou C, Berecibar M, et al.(2018) Регрессия случайного леса для онлайн-оценки емкости литий-ионных аккумуляторов. Appl Energy 23: 197–210.
[44] Ян Кью, Ван И (2017) Прогнозирование мощности батареи soc на основе нейронной сети. Control Conference (CCC) , 2017 36-я китайская 4140–4143.
[45] He W, Williard N, Chen C и др.(2014) Оценка состояния заряда литий-ионных аккумуляторов с использованием моделирования нейронной сети и подавления ошибок на основе фильтра Калмана без запаха. Int J Electric Power Energy Syst 62: 783–791. DOI: 10.1016 / j.ijepes.2014.04.059
[46] Yu Z, Huai R, Xiao L (2015) Оценка состояния заряда литий-ионных батарей с использованием фильтра Калмана на основе локальной линеаризации. Энергия 8: 7854–7873. DOI: 10.3390 / en8087854
[47] Липу М.Х., Хуссейн А., Саад М. и др. (2018) Улучшенная модель рекуррентной нейронной сети Narx для оценки состояния заряда литий-ионной батареи с использованием алгоритма pso. Симпозиум IEEE по компьютерным приложениям и промышленной электронике 2018 г. 354–359.
[48] Lv J, Yuan H, Lv Y (2012) Оценка состояния заряда батареи на основе нечеткой нейронной сети и улучшенного алгоритма оптимизации роя частиц. Вторая международная конференция по приборам, измерениям, компьютерам, связи и управлению, 2012 г. 22–27.
[49] Yu DX, Gao YX (2013) Социальная оценка литий-ионной батареи на основе алгоритма фильтра Калмана. Appl Mech Mater 347: 1852–1855.
[50] Тинтинг Д., Цзюнь Л., Фуцюань З. и др. (2011) Анализ влияния погрешности измерения на оценку состояния заряда аккумуляторной батареи lifepo4. Международная конференция по материалам для возобновляемых источников энергии, 2011 г. 1: 644–649.
[51] He Z, Gao M, Wang C и др.(2013) Адаптивная оценка состояния заряда литий-ионных аккумуляторов на основе фильтра Калмана без запаха с улучшенной моделью аккумулятора. Энергии 6: 4134–4151. DOI: 10.3390 / en6084134
[52] Di¸s¸ci FN, El-Kahlout Y, Balık¸cı A (2017) Моделирование литий-ионных аккумуляторов и оценка соц. Сетей с использованием расширенного фильтра Калмана. 2017 10-я Международная конференция по электротехнике и электронике 166–169.
[53] Хурия Т., Сераоло М, Газзарри Дж. И др. (2012) Электрическая модель высокой точности с тепловой зависимостью для описания и моделирования элементов литиевых батарей большой мощности. Международная конференция по электромобилям IEEE, 2012 г. 1–8.
[54] Хурия Т., Сераоло М, Газзарри Дж. И др. (2013) Упрощенный наблюдатель с расширенным фильтром Калмана для социальной оценки коммерческих литиевых элементов питания, ориентированных на энергопотребление. Технический документ SAE, Tech. Респ., 2013.
[55] Plett GL (2003) Достижения в оценке ekf soc для аккумуляторных батарей Lipb hev. Консультант Compact Power , Inc.
[56] Лу Дж., Чен З., Ян Й. и др. (2018) Онлайн-оценка состояния питания литий-ионных аккумуляторов в электромобилях с использованием генетического алгоритма. IEEE Access 6: 868–880.
[57] He W, Williard N, Chen C и др.(2013) Оценка состояния заряда аккумуляторов электромобилей с использованием фильтрации калмана без запаха. Microelectron Reliab 53: 840–847. DOI: 10.1016 / j.microrel.2012.11.010
[58] Ма И, Дуан П., Сан И и др. (2018) Выравнивание литий-ионной аккумуляторной батареи на основе управления нечеткой логикой в электромобиле. IEEE Trans Ind Electron 65: 6762–6771.DOI: 10.1109 / TIE.2018.2795578
[59] Ган Л., Ян Ф, Ши И и др. (2017) Оценка состояния функции литий-ионного аккумулятора на основе алгоритма нечеткой логики с соответствующими переменными. Серия конференций IOP: Наука о Земле и окружающей среде 94: 012133. DOI: 10.1088 / 1755-1315 / 94/1/012133
[60] Ву Т., Ван М., Сяо Кью и др.(2012) Социальная оценка мощности литий-ионного аккумулятора на основе модели ANFIS. Интеллектуальные сети возобновляемых источников энергии 3: 51. doi: 10.4236 / sgre.2012.31007
[61] Сингх П., Рейснер Д. (2002) Определение состояния свинцово-кислотных аккумуляторов на основе нечеткой логики. 24-я ежегодная международная конференция по электросвязи и энергетике 2002: 583–590.
[62] Сингх П., Фенни С., Рейснер Д. (2004) Нечеткое логическое моделирование состояния заряда и доступной емкости никель / металлогидридных батарей. J Источники энергии 136: 322–333. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2004.03.035
[63] Салкинд А.Дж., Фенни С., Сингх П. и др.(1999) Определение степени заряда и исправности аккумуляторов по методологии нечеткой логики. J Источники питания 80: 293–300. DOI: 10.1016 / S0378-7753 (99) 00079-8
[64] Антон JA, Nieto PG, Viejo CB и др. (2013) Вспомогательные векторные машины, используемые для оценки состояния заряда аккумулятора. IEEE Trans.Power Electron 28: 5919–5926. DOI: 10.1109 / TPEL.2013.2243918
[65] Гуо Г.Ф., Шуй Л., Ву XL и др. (2014) Оценка Soc для литий-ионной батареи с использованием svm на основе оптимизации роя частиц. Adv Mater Res 1051: 1004–1008. DOI: 10.4028 / www.scientific.net / AMR.1051.1004
[66] Паттипати Б., Санкаварам С., Паттипати К. (2011) Система идентификации и оценки основных характеристик системы управления автомобильными аккумуляторами. IEEE Trans Syst Man Cybern Part C Appl Rev 41: 869–884. DOI: 10.1109 / TSMCC.2010.2089979
[67] de Matos JG, e Silva FS, Ribeiro LAdS (2015) Управление мощностью в изолированных микросетях переменного тока с возобновляемыми источниками энергии и системами хранения энергии. IEEE Trans Ind Electron 62: 3490–3498. DOI: 10.1109 / TED.2015.2439958
[68] Jun B, Wang YX, Zhao XM (2017) Оценка состояния заряда аккумуляторных батарей электромобилей на основе алгоритма фильтрации частиц. DEStech Trans Compu Sci Eng .
[69] Ли Б., Пэн К., Ли Г. (2018) Оценка состояния заряда литий-ионной батареи с использованием метода фильтрации частиц Гаусса-Эрмита. J Возобновляемая устойчивая энергия 10: 014105. doi: 10.1063 / 1.5020028
[70] Би Дж, Гао Х, Ван И и др. (2017) Оценка степени заряженности литий-ионных аккумуляторов в ЭВ с использованием генетического фильтра частиц. Серия конференций IOP: Наука о Земле и окружающей среде 81: 012183. DOI: 10.1088 / 1755-1315 / 81/1/012183
[71] Ся Б, Сунь З., Чжан Р. и др.(2017) Алгоритм кубатурного фильтра частиц для оценки состояния заряда литий-ионных батарей на основе модели эквивалентной схемы второго порядка. Энергия 10: 457. DOI: 10.3390 / en10040457
[72] Jiani D, Youyi W, Changyun W (2013) Оценка soc литий-ионных аккумуляторов с использованием фильтра частиц на основе модели эквивалентной схемы. 2013 10-я Международная конференция IEEE по управлению и автоматизации (ICCA) 2013: 580–585.
[73] Ся Б, Сунь З., Чжан Р. и др. (2017) Сравнительное исследование трех улучшенных алгоритмов, основанных на алгоритмах фильтрации частиц, при оценке соц литий-ионных аккумуляторов. Энергии 10: 1149. DOI: 10.3390 / en10081149
[74] Липу М.Х., Ханнан М., Хуссейн А. и др.(2018) Обзор методов оценки состояния здоровья и остаточного срока службы литий-ионных аккумуляторов в электромобилях: проблемы и рекомендации. J Cleaner Prod 2018.
[75] Deng Y, Hu Y, Cao Y (2014) Улучшенный алгоритм тестирования soc, основанный на методе напряжения холостого хода в ампер-часах. Международная конференция по моделированию и моделированию жизненных систем и Международная конференция по интеллектуальным вычислениям для устойчивой энергетики и окружающей среды 258–267.
[76] Murnane M, Ghazel A (2017) Более пристальный взгляд на методы оценки состояния заряда (soc) и состояния здоровья (soh) аккумуляторов. Доступно по адресу: http: // www. аналог. com / media / en / Technical-documentation / Technicalarticles / A-Closer-Look-at-State-Of-Charge-and-State-Health-Assessment-Techniques -…. pdf.
[77] Лексоно Э., Хак И.Н., Икбал М. и др.(2013) Оценка состояния заряда (соц) на аккумуляторном модуле lifepo4 с использованием методов подсчета кулонов с модифицированным методом Пойкерта. 2013 Совместная международная конференция по сельским информационным коммуникационным технологиям и технологиям электромобилей (rICT & ICeV-T) 2013.
[78] Jeong YM, Cho YK, Ahn JH и др. (2014) Улучшенный метод подсчета кулонов с адаптивным временем сброса soc для оценки ocv. Конгресс и выставка IEEE Energy Conversion, 2014 1313–1318.
[79] Wu J, Zhang C, Chen Z (2016) Онлайн-метод оценки оставшегося срока службы литий-ионных аккумуляторов с использованием выборки важности и нейронных сетей. Прил. Энергия 173: 134–140. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2016.04.057
[80] Лю Ф., Лю Т., Фу Й. (2015) Улучшенный алгоритм оценки соц. Сети на основе искусственной нейронной сети. 2015 8-й Международный симпозиум по вычислительному интеллекту и дизайну (ISCID) 2: 152–155.
[81] Ван Л., Савварис А., Цурдос А. (2018) Онлайн-оценка состояния заряда аккумуляторной батареи с помощью совместного метода ekf-нечеткой логики. 2018 5-я Международная конференция по контролю, принятию решений и информационным технологиям 899–904.
[82] Зенати А., Деспрез П., Разик Н. и др. (2012) Методология оценки состояния литий-ионных аккумуляторов на основе параметров аккумулятора и системы нечеткой логики. Международная конференция по электромобилям IEEE 2012 (IEVC) . 2012: 1–6.
[83] Хаят Н., Карами Н. (2016) Адаптивные методы, используемые для оценки срока службы литий-ионных батарей. 2016 Третья международная конференция по электротехнике, электронике, вычислительной технике и их приложениям (EECEA) . 2016: 98–103.
[84] Чжан Н., Лю К. (2011) Прогнозирование soc на основе многомерной машины опорных векторов. 2011 Вторая международная конференция по механической автоматизации и технике управления (MACE) .2011: 1786–1788.
[85] Чжао Ц., Цинь X, Чжао Х и др. (2018) Новый метод прогнозирования, основанный на регрессии опорного вектора оставшегося срока службы литий-ионных батарей. Microelectron Reliab 85: 99–108. DOI: 10.1016 / j.microrel.2018.04.007
[86] Дэн З., Ян Л., Цай Й и др.(2017) Оценка максимальной доступной емкости и энергии на основе опорной векторной машинной регрессии для литий-ионной батареи. Энергетические процедуры 107: 68–75. DOI: 10.1016 / j.egypro.2016.12.131
[87] Рахул К., Рампрабхакар Дж., Шанкар С. (2017) Сравнительное исследование моделирования и оценки состояния заряда аккумулятора. Международная конференция «Умные технологии для умной нации», 2017 г. (SmartTechCon) . 2017: 1610–1615.
[88] Xing Y, He W, Pecht M, et al. (2014) Оценка состояния заряда литий-ионных аккумуляторов с использованием напряжения холостого хода при различных температурах окружающей среды. Appl Energy 113: 106–115. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2013.07.008
[89] Ян Д., Лю Дж, Ван И и др. (2014) Оценка состояния заряда с использованием самоадаптирующегося шумового расширенного фильтра Калмана для литиевых батарей. Азиатско-Тихоокеанская конференция по энергетике и энергетике (APPEEC), 2014 г., IEEE PES . 2014: 1–5.
[90] Лю З., Ван И, Ду Дж и др.(2012) Сетевой адаптивный фильтр Калмана без запаха Rbf для оценки soc литий-ионных аккумуляторов в электромобилях. 2012 7-я конференция IEEE по промышленной электронике и приложениям (ICIEA) . 2012: 1673–1677.
[91] Ян Й, Цуй Н, Ван С. и др. (2017) Социальная оценка литий-ионного аккумулятора на основе нового адаптивного фильтра Калмана с расширенным затуханием. Китайский конгресс по автоматизации (CAC) . 2017: 5630–5634.
[92] Сангван В., Кумар Р., Ратхор А.К. (2017) Оценка состояния заряда литий-ионной батареи с использованием расширенного фильтра Калмана (ekf) и центрального разностного фильтра Калмана (cdkf). 2017 Ежегодное собрание Общества отраслевых приложений IEEE 2017: 1–6.
[93] Zhang S, Sun H, Lyu C (2018) Метод оценки soc для литий-ионных батарей, основанный на модели эквивалентной схемы и расширенном фильтре Калмана. 2018 13-я конференция IEEE по промышленной электронике и приложениям (ICIEA) 2018: 2683–2687.
[94] Topan PA, Ramadan MN, Fathoni G, et al. (2016) Оценка состояния заряда (soc) и состояния здоровья (soh) литий-полимерной батареи с помощью фильтра Калмана. Международная конференция по науке и технологиям — компьютер (ICST) 2016: 93–96.
[95] Цзян С., Тейлор А., Дуан С. и др. (2013) Оценка состояния заряда (соц) аккумулятора на основе расширенного фильтра Калмана для электромобилей. 2013 Конференция и выставка по электрификации транспорта IEEE (ITEC) 2013: 1–5.
[96] Фаррокхабади М., Кениг С., Канисарес Калифорния и др.(2018) Модели аккумуляторных систем хранения энергии для анализа устойчивости микросетей и динамического моделирования. IEEE Trans Power Syst 33: 2301–2312. DOI: 10.1109 / TPWRS.2017.2740163
[97] Thale SS, Wandhare RG, Agarwal V (2015) Новая реконфигурируемая архитектура микросети с возобновляемыми источниками и хранилищами энергии. IEEE Trans Ind Appl 51: 1805–1816. DOI: 10.1109 / TIA.2014.2350083
[98] Weng C, Sun J, Peng H (2014) Унифицированная модель напряжения холостого хода литий-ионных аккумуляторов для оценки состояния заряда и мониторинга состояния здоровья. Источники энергии Дж 258: 228– 237. doi: 10.1016 / j.jpowsour.2014.02.026
[99] Чжао С., Дункан С.Р., Хоуи Д.А. (2017) Анализ наблюдаемости и оценка состояния литий-ионных батарей при наличии смещений датчиков. IEEE Trans Control Syst Technol 25: 326–333. DOI: 10.1109 / TCST.2016.2542115
[100] Samba A (2015) Аккумуляторные электромобили — анализ теплового моделирования и терморегулирования.LUSAC (Лаборатория прикладных наук Шербура), Каннский университет Нижняя Нормандия; MOBI (Центр исследований мобильности, логистики и автомобильных технологий), Брюссельский университет.
[101] Тан X, Гао Ф, Цзоу С. и др. (2019) Оценка переключения модели в зависимости от нагрузки для состояния заряда литий-ионных аккумуляторов. Appl Energy 238: 423–434. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2019.01.057
[102] Zou C, Manzie C, Neˇsi´c D и др. (2016) Конструкция наблюдателя с несколькими временными шкалами для определения состояния заряда и состояния литий-ионной батареи. J Источники энергии 335: 121–130. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2016.10.040
[103] Багдади I, Бриат О, Эддахеч А. и др.(2015) Электротермическая модель литий-ионных аккумуляторов для электромобилей. 2015 24-й Международный симпозиум по промышленной электронике IEEE (ISIE) . 2015: 1248–1252.
[104] Песаран А.А. (2002) Тепловые модели батарей для моделирования гибридных транспортных средств. Дж источники питания 110: 377–382. DOI: 10.1016 / S0378-7753 (02) 00200-8
[105] Forgez C, Do DV, Friedrich G, et al.(2010) Тепловое моделирование цилиндрической литий-ионной батареи lifepo4 / графит. J Источники энергии 195: 2961–2968. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2009.10.105
[106] Гао З, Чин С.С., Ву В.Л. и др. (2017) Интегральная эквивалентная схема и тепловая модель для моделирования температурно-зависимой батареи lifepo4 в реальном встроенном приложении. Энергия 10: 85. doi: 10.3390 / en10010085
[107] Пэн С., Чен С., Ши Х. и др. (2017) Оценка состояния заряда аккумуляторных систем накопления энергии на основе адаптивного безцентированного фильтра Калмана с оценщиком статистики шума. IEEE Access 5: 202–212.
[108] Zhou Y, Li X (2015) Обзор оценки соц литий-ионных аккумуляторов. 2015 Международная конференция IEEE по информации и автоматизации 2015: 2454–2459.
[109] Фаязи А., Арабло М, Шокроллахи А. и др. (2013) Современное приложение для определения опорных векторов методом наименьших квадратов для точного определения вязкости природного газа. Ind Eng Chem Res 53: 945–958.
[110] Сюй Дж., Ли С., Цао Б. (2017) Новый метод оценки возмущений тока для систем управления батареями в электромобиле. Энергетические процедуры 105: 2837–2842. DOI: 10.1016 / j.egypro.2017.03.621
[111] Ciortea F, Rusu C, Nemes M и др. (2017) Расширенный фильтр Калмана для оценки состояния заряда аккумуляторных батарей электромобилей. Оптимизация электрического и электронного оборудования (OPTIM) и Международная конференция Эгейского моря по электрическим машинам и силовой электронике (ACEMP) 2017 г., Международная конференция 2017 г. 2017: 611–616.
Сравнительное исследование моделей напряжения холостого хода для литий-ионных батарей | Китайский журнал машиностроения
[1]
R Xiong, Y Zhang, H He, et al. Двухмасштабный алгоритм прогнозирования энергетического состояния литий-ионных аккумуляторов с фильтрацией частиц. Транзакции IEEE по промышленной электронике , 2018, 65 (2): 1526–1538.
Артикул Google Scholar
[2]
R Xiong, J Y Cao, Q Q Yu, et al.Критический обзор методов оценки состояния заряда аккумуляторных батарей для электромобилей. IEEE ACCESS , 2018, 6 (1): 1832–1843.
Артикул Google Scholar
[3]
Й. Дж. Лю, Дж. Ли, Д. Т. Цинь и др. Оптимизация параметров гибридного электромобиля на основе алгоритма многоцикловой оптимизации. Машиностроительный журнал , 2017, 53 (16): 61–69. (на китайском языке)
Артикул Google Scholar
[4]
З. Б. Вей, Т. М. Лим, М. Скиллас-Казакос и др.Совместная оценка состояния заряда и параметров модели в режиме онлайн на основе новой системы оценки с несколькими временными шкалами для проточной батареи окислительно-восстановительного потенциала ванадия. Прикладная энергия , 2016, 172: 169–179.
Артикул Google Scholar
[5]
G L Plett. Расширенная фильтрация Калмана для систем управления батареями аккумуляторных батарей HEV на основе LiPB — Часть 2. Моделирование и идентификация. Журнал источников энергии , 2004, 134 (2): 262–276.
Артикул Google Scholar
[6]
W Waag, D U Sauer.Адаптивная оценка электродвижущей силы литий-ионной батареи после отключения тока для точного определения состояния заряда и емкости. Прикладная энергия , 2013, 111 (4): 416–427.
Артикул Google Scholar
[7]
A Marongiu, F. G. W. Nußbaum, W Waag, et al. Комплексное исследование влияния старения на гистерезисное поведение литий-железо-фосфатного катодного литий-ионного аккумулятора — экспериментальное исследование гистерезиса. Прикладная энергия , 2016, 171: 629–645.
Артикул Google Scholar
[8]
Y Zheng, M G Ouyang, L Lu, et al. Понимание механизмов старения в литий-ионных аккумуляторных батареях: от потери емкости элементов до увеличения емкости аккумулятора. Журнал источников энергии , 2015, 278: 287–295.
Артикул Google Scholar
[9]
C Lin, H Mu, R Xiong, et al.Метод многомодельной вероятностной оценки состояния литий-ионного аккумулятора для электромобилей: Энергетическое состояние. Прикладная энергия , 2017, 194 (15): 560–568.
Артикул Google Scholar
[10]
F Baronti, W. Zamboni, R Roncella, et al. Измерение напряжения холостого хода литий-железо-фосфатных батарей. Международная конференция по контрольно-измерительным приборам IEEE , 2015: 1711-1716.
[11]
R Xiong, F. C. Sun, H. W. He, et al. Управляемая данными адаптивная совместная оценка состояния заряда и мощности литий-ионных полимерных аккумуляторов, используемых в электромобилях. Энергия , 2013, 63 (1): 295–308.
Артикул Google Scholar
[12]
R Xiong, F. C. Sun, Z Chen, et al. Управляемый данными многомасштабный подход с расширенной фильтрацией Калмана для оценки параметров и состояния литий-ионных полимерных аккумуляторов в электромобилях. Прикладная энергия , 2014, 113 (1): 463–476.
Артикул Google Scholar
[13]
G Z Dong, J W Wei, C. B Zhang, et al. Онлайн-оценка состояния заряда и моделирование гистерезиса напряжения холостого хода батареи LiFePO ₄ с использованием метода инвариантного погружения. Прикладная энергия , 2016, 162 (1): 163–171.
Артикул Google Scholar
[14]
С. Дж. Тонг, М. П. Кляйн, Дж. У. Парк.Оперативная оптимизация напряжения холостого хода аккумуляторной батареи для улучшения оценки заряда и состояния здоровья. Журнал источников энергии , 2015, 293: 416–428.
Артикул Google Scholar
[15]
Y Hu, S Yurkovich, Y Guezennec, et al. Идентификация модели электротермического аккумулятора для автомобильного применения. Журнал источников энергии , 2011, 196 (1): 449–457.
Артикул Google Scholar
[16]
M Chen, S Member, G A Rinc.Точная электрическая модель батареи, способная прогнозировать время автономной работы и ВАХ. Транзакции IEEE по преобразованию энергии , 2006, 21 (2): 504–511.
Артикул Google Scholar
[17]
Ч. Венг, Дж. Сун, Х. Пэн. Унифицированная модель разомкнутой цепи литий-ионных аккумуляторов для оценки состояния заряда и мониторинга состояния. Журнал источников энергии , 2014, 258 (14): 228–237.
Артикул Google Scholar
[18]
С. П. Чжан, Дж. С. Цзян, Л. Чжан и др.Обобщенная модель SOC-OCV для литий-ионных батарей и оценка SOC для батареи LNMCO. Энергия , 2016, 9 (11): 900.
Статья Google Scholar
[19]
K S Low, H Aung. Оценка состояния заряда литий-ионной батареи в зависимости от температуры с использованием двойного сферического фильтра Калмана без запаха. IET Power Electronics , 2015, 8 (10): 2026–2033.
Артикул Google Scholar
[20]
R Xiong, H W He, F. C. Sun, et al.Оценка состояния заряда аккумуляторов с адаптивным расширенным фильтром Калмана экспериментальным методом. Транзакции IEEE по автомобильным технологиям , 2013, 62 (1): 108–117.
Артикул Google Scholar
[21]
X S Hu, S Li, H Peng, et al. Анализ устойчивости методов оценки состояния заряда двух типов литий-ионных аккумуляторов. Журнал источников энергии , 2012, 217 (11): 209–219.
Артикул Google Scholar
[22]
R Xiong, Q Q Yu, L Y Wang и др.Новый метод получения напряжения холостого хода для состояния заряда литий-ионных аккумуляторов в электромобилях с помощью бесконечного фильтра H. Applied Energy , 2017, 207 (1): 346–353.
Артикул Google Scholar
[23]
H Wu, S Yuan, X Zhang, et al. Подход к оценке параметров модели, основанный на инкрементальном анализе литий-ионных батарей без использования напряжения холостого хода. Журнал источников энергии , 2015, 287: 108–118.
Артикул Google Scholar
[24]
Y Wang, C Zhang, Z Chen. Метод оценки состояния заряда LiFePO4 аккумуляторов при динамических токах и температурах с использованием сажевого фильтра. Журнал источников энергии , 2015, 279: 306–311.
Артикул Google Scholar
[25]
X Liu, Z Chen, C Zhang, et al. Новая модель с температурной компенсацией для силовых литий-ионных аккумуляторов с оценкой степени заряда с двойным фильтром частиц. Прикладная энергия , 2014, 123 (2): 263–272.
Артикул Google Scholar
[26]
Ф. Ян, Й. Син, Д. Ван и др. Сравнительное исследование трех алгоритмов на основе моделей для оценки состояния заряда литий-ионных аккумуляторов при новом комбинированном профиле динамической нагрузки. Прикладная энергия , 2016, 164: 387–399.
Артикул Google Scholar
[27]
X Zhang, Y Wang, D Yang, et al.Онлайн-оценка параметров аккумуляторной батареи и состояния заряда с использованием двойных фильтров на основе модели аккумуляторной батареи. Энергия , 2016, 115: 219–229.
Артикул Google Scholar
[28]
G Dong, Z Chen, J Wei, et al. Основанный на онлайн-модели метод оценки состояния энергии литий-ионных батарей с использованием двойных фильтров. Журнал источников энергии , 2016, 301: 277–286.
Артикул Google Scholar
[29]
R Xiong, H W He, F. C. Sun, et al.Онлайн-оценка максимальной мощности литий-ионных аккумуляторов в электромобилях с помощью аппаратного подхода. Энергия , 2012, 5 (5): 1455–1469.
Артикул Google Scholar
[30]
С. П. Чжан, Л. И Ван, Х Ли и др. Надежная и адаптивная оценка состояния заряда литий-ионных аккумуляторов. Транзакции IEEE по промышленной электронике , 2015, 62 (8): 4948–4957.
Артикул Google Scholar
[31]
H W He, X Rui, X W Zhang, et al.Оценка состояния заряда литий-ионной батареи с использованием адаптивного расширенного фильтра Калмана на основе улучшенной модели Тевенина. Транзакции IEEE по автомобильным технологиям , 2011, 60 (4): 1461–1469.
Артикул Google Scholar
[32]
Y Tian, D Li, J Tian, et al. Оценка состояния заряда литий-ионных аккумуляторов с использованием нелинейного наблюдателя оптимального адаптивного усиления. Electrochimica Acta , 2017, 225: 225–234.
Артикул Google Scholar
[33]
К. В. Ченг, Б. П. Дивакар, Х. Ву и др. Разработка системы управления батареями (BMS) и SOC для электромобилей. Транзакции IEEE по автомобильным технологиям , 2011, 60 (1): 76–88.
Артикул Google Scholar
[34]
A Szumanowski, Y H Chang. Система управления аккумулятором на основе моделирования нелинейной динамики аккумулятора. Транзакции IEEE по автомобильной технике , 2008, 57 (3): 1425–1432.
Артикул Google Scholar
[35]
X S Hu, S Li, H Peng, et al. Оптимизация времени зарядки и потерь для аккумуляторов LiNMC и LiFePO ₄ на основе моделей эквивалентных схем. Журнал источников энергии , 2013, 239 (10): 449–457.
Артикул Google Scholar
[36]
H Aung, K S. Low, et al.Оценка состояния заряда литий-ионной батареи с использованием квадратного корня сферического фильтра Калмана без запаха (Sqrt-UKFST) в наноспутнике. IEEE Transactions Power Electronics , 2015, 30 (9): 4774–4783.
Артикул Google Scholar
[37]
Y Tian, B Xia, W. Sun, et al. Модифицированная модель на основе оценки состояния заряда силовых литий-ионных аккумуляторов с использованием фильтра Калмана без запаха. Журнал источников энергии , 2014, 270 (3): 619–626.
Артикул Google Scholar
[38]
Q Q Yu, R Xiong, C. Lin, et al. Совместная оценка параметров литий-ионных аккумуляторов и состояния заряда на основе H-бесконечности и фильтров Калмана без запаха. Транзакции IEEE по автомобильным технологиям , 2017, 66 (10): 8693–8701.
Артикул Google Scholar
[39]
А Сидху, А Изадиан, Южный Анвар. Адаптивная нелинейная диагностика неисправностей литий-ионных аккумуляторов на основе моделей. Транзакции IEEE по промышленной электронике , 2015, 62 (2): 1002–1011.
Артикул Google Scholar
[40]
B Xia, C Chen, Y Tian, et al. Новый метод оценки состояния заряда литий-ионных аккумуляторов с помощью нелинейного наблюдателя. Журнал источников энергии , 2014, 270 (4): 359–366.
Артикул Google Scholar
[41]
С. Чжао, С. Р. Дункан, Д. А. Хоуи.Анализ наблюдаемости и оценка состояния литий-ионных аккумуляторов при наличии смещений датчиков. Транзакции IEEE по технологии систем управления , 2017, 25 (1): 326–332.
Артикул Google Scholar
[42]
Z T Liu, H W He. Диагностика неисправностей датчиков литий-ионных аккумуляторов электромобилей на основе моделей. Энергия , 2015, 8 (7): 6509–6527.
Артикул Google Scholar
[43]
С. Неджад, Д. Т. Гладвин, Д. А. Стоун.Систематический обзор моделей эквивалентных схем с сосредоточенными параметрами для оценки состояния литий-ионной батареи в реальном времени. Journal of Power Sources , 2016, 316: 183–196
Статья Google Scholar
[44]
Z Chen, Y Fu, C C Mi. Оценка состояния заряда литий-ионных аккумуляторов электромобилей с использованием расширенной фильтрации Калмана. Транзакции IEEE по автомобильным технологиям , 2013, 62 (3): 1020–1030.
Артикул Google Scholar
[45]
С. Неджад, Д. Т. Гладвин, Д. А. Стоун. Улучшенная оценка состояния заряда литий-ионных железо-фосфатных элементов с плоскими кривыми напряжения холостого хода. Общество промышленной электроники , IECON 2015, Конференция IEEE , 2016: 3187–3192.
[46]
Y Zou, X S Hu, H Ma, et al. Совместная оценка состояния заряда и состояния здоровья в течение срока службы литий-ионных аккумуляторных элементов для электромобилей. Журнал источников энергии , 2015, 273: 793–803.
Артикул Google Scholar
[47]
A Farmann, D. U Sauer. Исследование зависимости напряжения холостого хода от температуры и фактического старения литий-ионных батарей. J. Источники энергии , 2017, 347: 1–13.
Артикул Google Scholar
Данные об аккумуляторах | Центр усовершенствованной инженерии жизненного цикла
Обзор Исследовательские центры Команда Данные Новости Публикации Информационный бюллетень Контакт
Команда CALCE по аккумуляторным батареям открыта для сотрудничества с исследовательскими группами и компаниями по всему миру.Мы предоставляем открытый доступ к нашим экспериментальным данным испытаний литий-ионных аккумуляторов, которые включают непрерывную полную и частичную цикличность, хранение, динамические профили вождения, измерения напряжения холостого хода и измерения импеданса. Форм-факторы аккумуляторов включают цилиндрические, карманные и призматические, а по химическому составу — LCO, LFP и NMC. Данные этих тестов можно использовать для оценки состояния батареи, прогнозирования оставшегося срока службы, моделирования ускоренной деградации батареи и анализа надежности.Описание каждой батареи и каждого теста представлено ниже. Использование этих данных в целях публикации должно включать ссылки на статьи (статьи) CALCE, в которых описываются эксперименты, проведенные для получения данных. Если у вас есть вопросы или вы хотите поделиться своими данными с коллективом данных о батареях, пожалуйста, свяжитесь с профессором Михаэлем Пехтом.
Содержание
Описание данных
Цилиндрические элементы
INR 18650-20R Аккумулятор
Батарея (параметры) Характеристики (значение)
Номинальная мощность 2000 мАч
Cell Chemistry LiNiMnCo / графит
Масса (без предохранительной цепи) 45 г
Диаметр 18.33 мм ± 0,07 мм
Длина 64,85 мм ± 0,15 мм
Особые примечания Длина выступа не входит в размеры
Данные и описание теста Оценка состояния заряда батареи (SOC) является важной функцией систем управления батареями (BMS), поскольку точная оценка SOC имеет решающее значение для обеспечения безопасности и надежности электромобилей.Широко используемый метод оценки SOC основан на онлайн-выводе напряжения холостого хода батареи (OCV). Испытания слаботочного OCV и инкрементального OCV — это два распространенных метода наблюдения за взаимосвязью OCV-SOC, которая является важным элементом метода оценки SOC.
Мы провели эксперимент, в котором эти два теста OCV выполнялись при трех разных температурах и на основании которого сравнивались и оценивались два оценщика SOC с точки зрения точности отслеживания, времени сходимости и устойчивости.Кроме того, представлены четыре динамических теста: один для идентификации параметров оценщика, а другие три — для оценки производительности оценщика.
Результаты сравнения показывают, что средство оценки 2 (основанное на инкрементном тесте OCV) имеет более высокую точность отслеживания и более устойчиво к различным условиям нагрузки и различным начальным значениям SOC, чем средство оценки 1 (основанное на низкотоковом тесте OCV) в отношении окружающей среды. температура. Следовательно, для предварительного определения OCV-SOC для онлайн-оценки SOC батареи в BMS рекомендуется использовать инкрементный тест OCV.Данные проведенных тестов доступны для скачивания ниже.
Слаботочный OCV
В тесте с низким током OCV для зарядки и разрядки батареи использовался небольшой ток (например, C / 20, C / 25), так что соответствующее напряжение на клеммах приблизительно равно OCV. Шаги выполнения теста:
Зарядить АКБ до напряжения отключения 4,2В при постоянном токе 1С-тарифа
Заряжайте при постоянном напряжении, пока его ток не упадет до 0.01C
Теперь разряжайте с постоянной скоростью C / 20, пока напряжение не упадет до 2,5 В
Полная зарядка с постоянной скоростью C / 20 до 4,2 В
Среднее напряжение процесса зарядки и разрядки, записанное как OCV при 0 ° C, 25 ° C и 45 ° C.
Инкрементальный ток OCV
Тест инкрементного OCV состоял из множества интервалов SOC и периодов отдыха, после которых наблюдались OCV с соответствующим SOC.Дополнительные точки данных для кривой OCV были получены в пределах интервалов SOC с использованием методов интерполяции. Шаги выполнения теста:
Полностью зарядить аккумулятор до 100% SOC
Теперь разряд с использованием длительности релаксации отрицательного импульсного тока через каждые 10% SOC
Зарядите снова в соответствии с той же процедурой, но с током положительного импульса
Примените этап усреднения и линейной интерполяции для получения кривой OCV-SOC
при 0 ° C, 25 ° C и 45 ° C.
Профиль динамических испытаний
Этот тест состоит из различных динамических профилей тока, таких как динамический стресс-тест DST, Федеральный городской график движения FUDS, Расписание движения по шоссе US06 и Пекинский динамический стресс-тест BJDST.
Все тесты проводились для 80% заряда батареи и 50% заряда батареи при 0 ° C, 25 ° C и 45 ° C.
Ссылка на вышеуказанные файлы данных имеется в
[1] Влияние различных испытаний напряжением холостого хода на онлайн-оценку состояния заряда литий-ионных аккумуляторов.
Fangdan Zheng, Yinjiao Xing, Jiuchun Jiang, Bingxiang Sun, Jonghoon Kim, Michael Pecht, Applied Energy, 183, стр. 513–525, 2016.
[2] Оценка состояния заряда литий-ионных батарей с использованием напряжения холостого хода при различных температурах окружающей среды.
Yinjiao Xing, Wei He, Michael Pecht и Kwok Leung Tsui, Applied Energy, 113, стр. 106-115, 2014.
[3] Оценка состояния заряда литий-ионных аккумуляторов с использованием моделирования нейронных сетей и подавления ошибок на основе фильтра Калмана без запаха.
Вэй Хэ, Николас Уильямс, Чаочао Чен, Майкл Пехт, Международный журнал электроэнергетических и энергетических систем, 62, стр.783-791, 2014.
A123 Аккумулятор
Батарея (параметры) Характеристики (значение)
Номинальная мощность 2230 мАч
Cell Chemistry LiFePO4
Масса (без предохранительной цепи) 76 г
Диаметр 25.4 мм
Длина 65 мм
Особые примечания Длина выступа не указана в размерах
Данные и описание теста
Температура окружающей среды является важным фактором, влияющим на точность оценки SOC аккумулятора, критически важным для прогнозирования оставшегося запаса хода электромобилей (EV) и оптимального контроля заряда / разряда аккумуляторов.Широко используемый метод оценки SOC — это напряжение холостого хода (OCV). Однако тот факт, что OCV – SOC зависит от температуры окружающей среды, может привести к ошибкам в оценке SOC батареи. Чтобы решить эту проблему, мы провели эксперимент с ячейкой A123, в котором мы использовали два динамических теста: динамический стресс-тест (DST) и федеральный городской график вождения (FUDS), первый для определения параметров модели, а затем для проверки эффективности оценки SOC. . Тест проводился, как указано ниже:
Выполните два испытания динамического заряда-разряда: DST и FUDS для температуры от 0 ° C до 50 ° C с интервалом 10 ° C.
Выполните слаботочный тест OCV-SOC для температуры от 0 ° C до 50 ° C с интервалом 10 ° C.
Разработайте метод оценки для OCV-SOC с использованием модели, созданной на основе результатов тестирования DST.
Подтвердите метод оценки с помощью результатов теста FUDS.
Данные, использованные в эксперименте, доступны для скачивания ниже.
Слаботочные файлы OCV:
Файлы динамического профиля:
Ссылка на указанные выше файлы данных:
[1] Оценка состояния заряда литий-ионных батарей с использованием напряжения холостого хода при различных температурах окружающей среды.
Yinjiao Xing, Wei He, Michael Pecht и Kwok Leung Tsui, Applied Energy, 113, стр. 106-115, 2014.
[2] Оценка состояния заряда литий-ионных аккумуляторов с использованием моделирования нейронных сетей и подавления ошибок на основе фильтра Калмана без запаха.
Вэй Хэ, Николас Уильямс, Чаочао Чен, Майкл Пехт, Международный журнал электроэнергетических и энергетических систем, 62, стр.783-791, 2014.
Призматические ячейки
CS2 Аккумулятор
Катод Конфигурация
Батарея (параметры) Характеристики (значение)
Номинальная мощность 1100 мАч
Cell Chemistry LiCoO2, результаты EDS также показали наличие микроэлементов марганца
Масса (без предохранительной цепи) 21.1 г
Размеры 5,4 x 33,6 x 50,6 мм
Особые примечания Jellyroll, обернутая вокруг оси «длины», обозначенной красными стрелками под
Данные и описание теста
Все элементы CS2 прошли один и тот же профиль зарядки, который представлял собой стандартный протокол постоянного тока / постоянного напряжения со скоростью постоянного тока 0,5 ° C до тех пор, пока напряжение не достигнет 4.2 В, а затем 4,2 В, пока ток зарядки не упадет ниже 0,05 А. Если не указано иное, напряжение отключения разряда для этих батарей составляло 2,7 В. Все ячейки CS2 были случайным образом пронумерованы и названы соответственно. Имя «CS2_n» было дано для n-й пронумерованной соты CS2.
Каждая сота CS2 была циклически повторена несколько раз в условиях, указанных рядом с ее именем в таблице ниже. Файлы данных для каждой ячейки содержат набор файлов Excel с зарегистрированными данными, сгенерированными в результате ее тестирования.Эти файлы Excel были названы в соответствии с датами тестирования. Все ячейки, кроме CS2_8 и CS2_21, были протестированы с помощью Arbin Battery Tester. CS2_8 и CS_21 были протестированы с помощью CADEX Battery Tester, поэтому файлы данных для этих ячеек имеют формат .txt и доступны для загрузки ниже.
Тип 1- Циклический при постоянном токе 0,5 ° C:
Тип 2- Циклический при постоянном токе 1 ° C:
Тип 3 — Циклический разряд при постоянном токе.В каждом цикле ток разряда чередовался между 0,11, 0,22, 0,55, 1,1, 1,65 и 2,2 Ампер:
Тип 4 — Циклический разряд при постоянном токе 0,55 А. Напряжение отключения изменялось в случайные моменты времени, чтобы имитировать неопределенное пользователем поведение напряжения отключения:
Тип 5 — Для каждого файла аккумулятор сначала был полностью заряжен, а затем полностью разряжен при токе 0,22 А. Затем батарея была переключена между 3,77 В и 2,7 В с разрядным током 0,55 А, чтобы переключить батарею в цикл частичного заряда / разряда в низком режиме:
Тип 6 — Для каждого файла батарея сначала была полностью заряжена, а затем полностью разряжена при 0.22А. Затем батарея была переключена между 4,2 В и 3,77 В с током разряда 0,55 А, чтобы переключить батарею в цикл частичного заряда / разряда высокого режима:
Ссылка на указанные выше файлы данных:
[1] Прогнозирование литий-ионных аккумуляторов на основе теории Демпстера – Шафера и байесовского метода Монте-Карло.
Wei He, Николас Уильямс, Майкл Остерман, Майкл Пехт, Journal of Power Sources , 196 (23), стр. 10314-10321, 2011.
[2] Модель ансамбля для прогнозирования оставшейся полезной производительности литий-ионных батарей.
Yinjiao Xing, Eden Ma, Kwok Leung Tsui, Michael Pecht, Microelectronics Reliability , 53 (6), стр. 811-820, 2013.
[3] Сравнительный анализ характеристик для определения состояния литий-ионных батарей.
Ник Уильямс, Вэй Хе, Майкл Остерман и Майкл Пехт, Международный журнал прогнозирования и управления здоровьем, , 4, стр.1-7, 2013.
CX2 Аккумулятор
Батарея (параметры) Характеристики (значение)
Номинальная мощность 1350 мАч
Cell Chemistry Катод LiCoO2 (ЭДС показала следы марганца)
Масса (без предохранительной цепи) 28 г
Размеры 6.6 x 33,8 x 50 мм
Особые примечания Конфигурация Jellyroll, намотанная вокруг оси «ширины»
Данные и описание теста
Все элементы CX2 прошли один и тот же профиль зарядки, который представлял собой стандартный протокол постоянного тока / постоянного напряжения со скоростью постоянного тока 0,5 ° C до тех пор, пока напряжение не достигло 4,2 В, а затем поддерживалось 4,2 В до тех пор, пока ток зарядки не упал до уровня ниже 0,05 А. Некоторые незначительные изменения были включены в этот стандартный профиль зарядки для некоторых из упомянутых ниже элементов CX2.Если не указано иное, напряжение отключения разряда для этих батарей составляло 2,7 В. Все клетки CX2 были случайным образом пронумерованы и названы соответственно. Имя «CX2_n» было дано для n-й пронумерованной ячейки CX2.
Каждая ячейка CX2 циклически включалась несколько раз в условиях, указанных рядом с ее именем в таблице ниже. Файлы данных для каждой ячейки содержат набор файлов Excel с зарегистрированными данными, сгенерированными в результате ее тестирования. Эти файлы Excel были названы в соответствии с датами тестирования. Все элементы, кроме CX2_4 и CX2_31, были протестированы с помощью Arbin Battery Tester.CX2_4 и CX2_31 были протестированы с помощью CADEX Battery Tester, поэтому файлы данных для этих ячеек имеют формат .txt. Для ячейки CX2_4, которая была циклически проверена при различных температурах, данные термопары также представлены в папке «Температура» файлов данных CX2_4. Эти данные имеют формат .xlsx и доступны для скачивания ниже.
Тип 1- Циклический при постоянном токе 0,5 ° C:
Тип 2- Циклический при постоянном токе 0,5 ° C:
Тип 3- Разряжается при постоянном токе 3 ° C:
Тип 4 — Разряжается при постоянном токе 0.От 5 ° C до напряжения отключения 2,7 В. После зарядки аккумулятор разряжен импульсным током, меняющимся от 0,5 ° C до 1 ° C каждый в течение 30 секунд, пока напряжение не упадет до 3,2 В. После каждого разрядного импульса применялся 10-секундный период отдыха. Профиль повторялся в течение жизненного цикла ячейки:
Тип 5 — Разряжается постоянным током 1С до напряжения отсечки 2,7В. После каждых 10 циклов заряда / разряда температура окружающей среды повышалась на 10 ° C, так что температура элемента менялась между 25 ° C, 35 ° C, 45 ° C и 55 ° C:
Тип 6 — Циклически с профилем нагрузки с импульсной разгрузкой.Сначала была применена скорость разряда 0,5 ° C в течение 1 минуты с последующим 5-минутным перерывом, затем была применена скорость разряда 1 ° C в течение 1 минуты с последующим 5-минутным перерывом и, наконец, была применена скорость разряда 2 ° C в течение 1 минуты. с последующим 5-минутным отдыхом. Это повторялось до тех пор, пока ячейка не достигла напряжения отключения:
.
Ссылка на указанные выше файлы данных:
[1] Прогнозирование литий-ионных аккумуляторов на основе теории Демпстера – Шафера и байесовского метода Монте-Карло.
Wei He, Николас Уильямс, Майкл Остерман, Майкл Пехт, Journal of Power Sources , 196 (23), стр. 10314-10321, 2011.
[2] Модель ансамбля для прогнозирования оставшейся полезной производительности литий-ионных батарей.
Yinjiao Xing, Eden Ma, Kwok Leung Tsui, Michael Pecht, Microelectronics Reliability , 53 (6), стр. 811-820, 2013.

Подсумок для ячеек
PL образец
Батарея (параметры Характеристики (значение)
Номинальная мощность 1500 мАч
Cell Chemistry Графит / LiCoO2
Масса (без предохранительной цепи) 30.3 г
Размеры 3,4 x 84,4 x 50,1 мм
Циклические данные и описание теста
Литий-ионные батареи
используются для хранения энергии в широком спектре приложений и не всегда проходят цикл полной зарядки и разрядки. Мы провели эксперимент, в котором количественно оценивает влияние частичного цикла заряда-разряда на потерю емкости литий-ионного аккумулятора с помощью циклических испытаний, проведенных на ячейках из графита / LiCoO2 в различных диапазонах состояния заряда (SOC) и токах разряда. Результаты используются для разработки модели уменьшения емкости для батарей в условиях полного или частичного цикла. Этот эксперимент демонстрирует, что все изученные переменные, включая среднее значение SOC, изменение SOC (ΔSOC) и скорость разряда, оказывают значительное влияние на скорость потери емкости во время циклической операции. Первоначальные испытания для определения характеристик ячеек включали заряд постоянным током при постоянном напряжении (CCCV) — полный разряд постоянным током (CC) (4,2–2,7 В) со скоростью C / 2 для определения разрядной емкости аккумулятора.Процедура проверки следующая:
Клетки изначально заряжали до 100% SOC с использованием профиля CCCV со скоростью C / 2.
После достижения 100% SOC элементы были разряжены с использованием постоянного тока C / 2 до тех пор, пока они не достигли нижних пределов назначенных им диапазонов SOC (т. Е. 20% для диапазона 20% — 80%) для частичного цикла.
Заряд постоянным током (всегда C / 2) и разряд постоянным током (C / 2 или 2C) были применены к элементам для циклического переключения между желаемыми верхним и нижним пределами SOC (т.е.е., 20% — 80%).
Период покоя 30 мин был применен, чтобы позволить ячейкам расслабиться после каждого этапа зарядки и разрядки.
Результаты показали, что на деградацию графитовой / LiCoO2 батареи влияет среднее значение SOC, а также изменение SOC (ΔSOC) во время циклической операции . (Метод кулоновского счета использовался для расчета продолжительности заряда и разряда для поддержания значений SOC в установленных диапазонах SOC). Данные эксперимента доступны для скачивания по ссылке:
Цикл между 0% -60% SOC со скоростью C / 2 (0.75 ампер):
Циклическое переключение между 40% -60% SOC при скорости C / 2 (0,75 А):
Циклическое переключение между 40% -60% SOC при разряде 2C (3 A) и при заряде C / 2 (0,75 A):
Циклическое переключение между 0% -100% SOC при скорости C / 2 (0,75 А):
Циклическое переключение между 0% -100% SOC при разряде 2C (3 A) и при заряде C / 2 (0,75 A):
Циклический переход от 20% до 80% SOC при разрядке 2C (3 А) и при заряде C / 2 (0,75 А):
Циклический переход от 40% до 100% SOC со скоростью C / 2 (0.75 ампер):
Циклическое переключение между 20% -80% SOC при скорости C / 2 (0,75 А):
Ссылка на указанные выше файлы данных:
[1] Испытания на срок службы и моделирование графитовых / LiCoO2 ячеек при различных уровнях заряда.
Саураб Саксена, Кристофер Хендрикс и Майкл Пехт, Journal of Power Sources , 327 (2016), стр. 394-400, 2016.

Данные для хранения и описание теста
Всего 144 литий-ионных элементов с тремя различными значениями SOC (0% SOC, 50% SOC и 100% SOC) прошли испытание на срок службы батареи при четырех различных температурах (-40 ° C, -5 ° C, 25 ° C). ° С, 50 ° С).
12 клеток хранили при каждой из этих температур: -40 ° C, -5 ° C, 25 ° C и 50 ° C.
Из 12 клеток, хранившихся при каждой температуре, 4 клетки хранили при 50% SOC, 4 клетки — при 100% SOC и 4 клетки — при 0% SOC.
48 элементов подвергались проверке емкости и измерению импеданса каждые 3 недели; 48 ячеек подвергались проверке емкости и измерению импеданса каждые 3 месяца; и 48 ячеек подвергались проверке емкости каждые 6 месяцев.
Например: Ячейка PLN_51 прошла первоначальный тест емкости с зарядкой CCCV со скоростью C / 2.Как только ток упал ниже уровня C / 100, элемент разрядился со скоростью C / 2, чтобы накопить предельную максимальную емкость элемента. Затем элемент был полностью заряжен с использованием того же профиля CCCV после испытания импеданса. На следующем этапе ячейка была разряжена до 50% SOC путем вычисления накопительной емкости до половины максимальной емкости. Далее ячейку хранили в температурной камере в течение 3 недель. Через 3 недели ячейку вывозят для проверки емкости и сопротивления.
Инициализация — Данные предварительной инициализации:
Емкость — Проверка емкости батарей, хранящихся при -40 ° C, -5 ° C, 25 ° C и 50 ° C:
Импеданс — Испытание импеданса для батарей, хранящихся при -40 ° C, -5 ° C, 25 ° C и 50 ° C:
Мониторинг состояния заряда батареи (SOC)
Мониторинг состояния заряда батареи (SOC), вероятно, является самой важной задачей, которую нужно выполнять с солнечной системой.К сожалению, это трудно оценить с высокой степенью точности, особенно для новичков. Существует три основных метода определения SOC аккумулятора.
Напряжение SOC
12,57 100%
12,36 80%
12,15 21 60271 6027 20%
1.Напряжение: напряжение необходимо измерять, когда батарея находится в состоянии покоя. Это означает, что батарея не заряжается и нагрузка не выходит. В идеале батарея должна находиться в состоянии покоя в течение 20-30 минут перед измерением напряжения. Приблизительные значения для 12-вольтовой батареи:
Как видите, диапазон напряжений довольно узок, поэтому для измерения этих значений вам понадобится неплохой цифровой мультиметр.
2. Удельный вес. Вы можете использовать ареометр для измерения плотности электролита, чтобы определить SOC.Это также подвержено интерпретации и оценке. Когда батарея разряжается, электролит становится светлее. Когда вы заряжаете аккумулятор, этот более легкий электролит будет плавать сверху и давать очень пессимистичные показания. Это называется расслоением электролита и преодолевается только тогда, когда электролит снова перемешивается за счет пузырящегося действия хорошего заряда. Добавление в аккумулятор дистиллированной воды также повлияет на показания. Также существуют проблемы с чтением ареометров и качеством ареометров.Грязный ареометр может загрязнить аккумулятор. Чтобы получить точные показания, вам необходимо откорректировать значения температурной компенсации. Различные производители аккумуляторов могут использовать в своих аккумуляторах кислоты разной концентрации. Итак, в заключение, оценка SOC батареи по показаниям ареометра также сопряжена со многими трудностями и присущими неточностями.
Регулятор Plasmatronics PL: последний метод включал мониторинг ампер-часов на входе и выходе из батареи. Цитата из Руководства по плазматронике:
SOC (State of Charge) следует читать как процентную оценку того, насколько полная батарея.
Оценка основана на счетчике баланса ампер-часов. Этот счетчик поддерживает текущий баланс ампер-часов в ампер-часах и вне. Дисплей SOC показывает этот баланс в процентах от размера батареи. Обратите внимание, что размер батареи должен быть введен установщиком с настройкой BCAP (емкость батареи), прежде чем SOC станет значимым.
Со временем счетчик баланса в ампер-часах будет отклоняться от реального состояния заряда батареи. Для перенастройки счетчика PL делает две поправки:
1.Когда состояние регулятора изменяется с Absorb на Float И рабочий цикл заряда меньше 25%, SOC сбрасывается на 100%.
2. SOC может считывать более 100%, однако, как только будет записан 1 Ач разрядки, он снова будет установлен на 100%.
Примечание. К цифре SOC следует относиться с осторожностью, поскольку она может быть неточной по нескольким причинам:
* PL автоматически не получает информацию обо всей системе. Чтобы SOC вообще работал, PL должен измерять весь заряд (Ah in) и разряд (Ah out).Если аккумулятор может заряжаться или разряжаться без знания PL, SOC не будет иметь смысла.
* Различия в эффективности заряда означают, что SOC будет немного оптимистичным.
* Эффективная емкость аккумулятора уменьшается с возрастом. В старых батареях необходимо уменьшить BCAP, чтобы приспособиться к этому.
* Саморазряд и колебания температуры также вызывают некоторую неточность.
Неэффективность батареи и потери на саморазряд проявляются, когда SOC показывает более 100%.Так что нет ничего необычного в том, чтобы увидеть, что SOC, скажем, 112%, когда ваша батарея переходит в состояние плавающего режима. 12% представляют собой дополнительную мощность, которую ваши источники зарядки должны были вложить, чтобы компенсировать потери батареи.
Если ваша батарея находится в плавающем состоянии — скажем, показывает 112% — она упадет до 99% после разрядки одного ампер-часа. Скажем, она снижается до 80%, а на следующий день поднимается только до 90%. К сожалению, потраченные 10% не учитывают потери при зарядке аккумулятора. Так что, вероятно, он заряжен только на 89%, а не на 90%.Это довольно мелочь. Однако при продолжительной пасмурной погоде или при подзарядке в течение нескольких дней подряд без достижения поплавка ошибка становится накопительной. Таким образом, подобная зарядка на второй день приведет только к 88% заряда и т. Д. Пару недель в пасмурную погоду легко могут привести к ошибке в 15-20% (с оптимистичной стороны). Неэффективность зарядки уменьшается по мере того, как батарея разряжается, поэтому эта ошибка в некоторой степени уменьшается по мере того, как батарея разряжается.
Итак, в заключение, мы считаем, что отображение% SOC чрезвычайно полезно.В большинстве случаев мы считаем, что это более точно, чем измерение напряжения или удельного веса батареи. Однако через несколько дней, когда батарея не переходит в плавающее положение, дисплей может ввести в заблуждение. В этом случае мы также рекомендуем вам взглянуть на минимальное и максимальное напряжение, чтобы лучше оценить состояние заряда аккумулятора.
Методы оценки состояния заряда батареи: обзор
Дан обзор новых и текущих разработок в методах оценки состояния заряда (SOC) для батареи, в котором основное внимание уделяется математическим принципам и практическим реализациям.Поскольку SOC батареи является важным параметром, который отражает производительность батареи, точная оценка SOC не только защищает батарею, предотвращает перезаряд или разрядку и увеличивает срок службы батареи, но также позволяет приложению принимать рациональные стратегии управления для достижения цели: сохранение энергии. В данной статье дается обзор литературы по категориям и математическим методам оценки SOC. На основе оценки методов оценки SOC предлагается дальнейшее направление развития оценки SOC.
1. Введение
Рост цен на сырую нефть и мировая осведомленность об экологических проблемах привели к активному развитию систем хранения энергии. Батарея является одной из самых привлекательных систем хранения энергии из-за ее высокой эффективности и низкого уровня загрязнения окружающей среды [1]. В настоящее время в промышленности используются несколько типов аккумуляторов: свинцово-кислотные, никель-металлогидридные, никель-кадмиевые и литий-ионные. Батарея имеет преимущества высокого рабочего напряжения ячейки, низкого уровня загрязнения, низкой скорости саморазряда и высокой плотности мощности.Аккумуляторы обычно используются в портативных коммунальных службах, гибридных электромобилях и в промышленности [2].
Оценка SOC является фундаментальной проблемой при использовании батарей. SOC батареи, который используется для описания ее оставшейся емкости, является очень важным параметром для стратегии управления [3]. Поскольку SOC является важным параметром, который отражает характеристики батареи, точная оценка SOC может не только защитить батарею, предотвратить переразряд и увеличить срок службы батареи, но также позволит приложению разработать рациональные стратегии управления для экономии энергии [4] .Однако батарея является источником химического хранения энергии, и к этой химической энергии нельзя получить прямой доступ. Эта проблема затрудняет оценку SOC батареи [5]. Точная оценка SOC остается очень сложной и трудной для реализации, потому что модели батарей ограничены и есть параметрические неопределенности [6]. На практике можно найти множество примеров плохой точности и надежности оценки SOC [7].
В этой статье представлен подробный обзор существующих математических методов, используемых при оценке SOC, и дополнительно определены возможные разработки в будущем.
2. Определение и классификация оценки SOC
SOC — один из наиболее важных параметров для аккумуляторов, но его определение связано с множеством различных проблем [5]. В общем, SOC батареи определяется как отношение ее текущей емкости () к номинальной емкости (). Номинальная емкость указывается производителем и представляет собой максимальное количество заряда, которое может храниться в аккумуляторе. SOC можно определить следующим образом:
Различные математические методы оценки классифицируются в соответствии с методологией.Классификация этих методов оценки SOC различается в разных литературных источниках. Однако в некоторых литературных источниках [5, 7] допускается разделение на следующие четыре категории. (I) Прямое измерение: этот метод использует физические свойства батареи, такие как напряжение и импеданс батареи. (Ii) Бухгалтерская оценка: это Метод использует ток разряда в качестве входа и интегрирует ток разряда с течением времени для расчета SOC. (iii) Адаптивные системы: адаптивные системы проектируются самостоятельно и могут автоматически настраивать SOC для различных условий разгрузки.Были разработаны различные новые адаптивные системы для оценки SOC. (Iv) Гибридные методы: гибридные модели извлекают выгоду из преимуществ каждого метода оценки SOC и обеспечивают глобально оптимальную производительность оценки. Литература показывает, что гибридные методы обычно дают хорошую оценку SOC по сравнению с отдельными методами.
В таблице 1 представлены конкретные методы оценки SOC с учетом методологии. Применение конкретных методов оценки SOC в системе управления батареями (BMS), как следствие, различается.
9012 Fuzz7y нейронная сеть
Категории Математические методы
Прямые измерения (i) Метод напряжения холостого хода
(iii) Метод импеданса
(iv) Метод импедансной спектроскопии
Оценка бухгалтерского учета (i) Кулоновский метод подсчета
(ii) Модифицированный метод подсчета
(ii) Модифицированный метод подсчета
Адаптивные системы (i) нейронная сеть BP
(ii) нейронная сеть RBF
(iii) машина поддержки векторов
(iv)
(v) Фильтр Калмана
Гибридные методы (i) Комбинация кулоновского подсчета и ЭДС
(ii) Комбинация кулоновского подсчета и фильтра Калмана
(iii) Комбинация системы на единицу и EKF
3.Обзор математических методов оценки SOC
3.1. Прямое измерение
Методы прямого измерения относятся к некоторым физическим свойствам батареи, таким как напряжение на клеммах и импеданс. Было использовано множество различных прямых методов: метод измерения напряжения холостого хода, метод измерения напряжения на клеммах, метод измерения импеданса и метод спектроскопии импеданса.
3.1.1. Метод измерения напряжения холостого хода
Существует приблизительно линейная зависимость между уровнем заряда свинцово-кислотной батареи и ее напряжением холостого хода (OCV), определяемая по формуле где — SOC батареи в, — напряжение на клеммах батареи, когда SOC = 0%, и получается из знания значения и при SOC = 100%.Согласно (2) оценка SOC эквивалентна оценке его OCV [8]. Метод OCV, основанный на OCV аккумуляторов, пропорционален SOC, когда они отключены от нагрузок на период более двух часов. Однако такое длительное время отключения может оказаться слишком большим, чтобы быть реализованным для батареи [9].
В отличие от свинцово-кислотной батареи, литий-ионная батарея не имеет линейной зависимости между OCV и SOC [10]. Типичное соотношение литий-ионных аккумуляторов между SOC и OCV показано на Рисунке 1 [11].Связь OCV с SOC была определена путем приложения импульсной нагрузки к литий-ионной батарее, что позволило батарее достичь равновесия [12].

Отношения между OCV и SOC не могут быть одинаковыми для всех батарей. Поскольку обычные OCV-SOC различаются между батареями, существует проблема, заключающаяся в том, что для точной оценки SOC необходимо измерять соотношение OCV-SOC. Ли и др. [13] предложили модифицированное отношение OCV-SOC, основанное на традиционном OCV-SOC.SOC и емкость литий-ионного аккумулятора оцениваются с помощью двойного расширенного фильтра Калмана по предложенному методу.
3.1.2. Метод напряжения на клеммах
Метод определения напряжения на клеммах основан на падении напряжения на клеммах из-за внутренних сопротивлений при разряде аккумулятора, поэтому электродвижущая сила (ЭДС) аккумулятора пропорциональна напряжению на клеммах. Поскольку ЭДС батареи приблизительно линейно пропорциональна SOC, напряжение на клеммах батареи также приблизительно линейно пропорционально SOC.Метод напряжения на клеммах использовался при различных токах и температурах разряда [14]. Но в конце разряда батареи оценочная погрешность метода измерения напряжения на клеммах велика, потому что напряжение на клеммах батареи внезапно падает в конце разряда [15].
3.1.3. Метод импеданса
Среди используемых методов измерения импеданса позволяют получить информацию о нескольких параметрах, величина которых может зависеть от состояния заряда батареи.Хотя параметры импеданса и их вариации в зависимости от SOC не уникальны для всех аккумуляторных систем, представляется необходимым выполнить широкий спектр экспериментов по импедансу для идентификации и использования параметров импеданса для оценки SOC данной батареи [16, 17] .
3.1.4. Метод импедансной спектроскопии
Метод импедансной спектроскопии измеряет полное сопротивление батареи в широком диапазоне частот переменного тока при различных токах заряда и разряда. Значения импеданса модели находятся методом наименьших квадратов, аппроксимирующим измеренные значения импеданса.SOC может быть косвенно выведено путем измерения текущего импеданса батареи и сопоставления его с известным импедансом на различных уровнях SOC [18, 19].
3.2. Оценка для бухгалтерского учета
В методе оценки для бухгалтерского учета в качестве входных данных используются данные о токе разряда батареи. Этот метод позволяет учесть некоторые внутренние эффекты батареи, такие как саморазряд, потеря емкости и эффективность разряда. Были использованы два вида методов бухгалтерской оценки: метод кулоновского счета и модифицированный метод кулоновского счета.
3.2.1. Метод кулоновского счета
Метод кулоновского счета измеряет ток разряда батареи и интегрирует ток разряда с течением времени для оценки SOC [20]. Метод кулоновского подсчета используется для оценки, которая оценивается по току разряда, и ранее оцененным значениям SOC,. SOC рассчитывается по следующей формуле:
Но есть несколько факторов, которые влияют на точность метода кулоновского счета, включая температуру, историю батареи, ток разряда и срок службы [20].
3.2.2. Модифицированный метод кулоновского счета
Для улучшения метода кулоновского счета предлагается новый метод, называемый модифицированным методом кулоновского счета. Модифицированный метод кулоновского счета использует скорректированный ток для повышения точности оценки.
Скорректированный ток является функцией тока разряда. Существует квадратичная зависимость между скорректированным током и током разряда батареи. По экспериментальным данным скорректированный ток рассчитывается по следующей форме: где, и — постоянные значения, полученные из практических экспериментальных данных.
В модифицированном методе кулоновского счета SOC рассчитывается по следующему уравнению:
Результаты экспериментов показывают, что точность модифицированного метода кулоновского счета превосходит точность обычного метода кулоновского счета.
3.3. Адаптивные системы
Недавно, с развитием искусственного интеллекта, были разработаны различные новые адаптивные системы для оценки SOC. Новые разработанные методы включают нейронную сеть с обратным распространением (BP), нейронную сеть с радиальной базисной функцией (RBF), методы нечеткой логики, машину опорных векторов, нечеткую нейронную сеть и фильтр Калмана.Адаптивные системы — это самопроектируемые системы, которые могут автоматически настраиваться в изменяющихся системах. Поскольку аккумуляторы подвержены влиянию многих химических факторов и имеют нелинейное SOC, адаптивные системы предлагают хорошее решение для оценки SOC [5].
3.3.1. Нейронная сеть ВР
Нейронная сеть ВР — самый популярный тип в искусственных нейронных сетях. Нейронная сеть BP применяется для оценки SOC из-за их хорошей способности к нелинейному отображению, самоорганизации и самообучению [1].В соответствии с постановкой задачи взаимосвязь между входом и целью является нелинейной и очень сложной при оценке SOC [21]. Индикатор SOC на основе искусственной нейронной сети прогнозирует текущий SOC, используя последние данные о напряжении, токе и температуре окружающей среды батареи [22].
Архитектура нейронной сети SOC, оценивающей BP, показана на рисунке 2. Архитектура нейронной сети BP содержит входной уровень, выходной уровень и скрытый слой. Входной слой имеет 3 нейрона для конечного напряжения, тока разряда и температуры, скрытый слой имеет нейроны, а выходной слой имеет только один нейрон для SOC [1].

Суммарный вход нейрона в скрытом слое рассчитывается по следующей форме: где — суммарный вход нейрона скрытого слоя; является входом в нейрон скрытого слоя от нейрона входного слоя; — вес между нейроном входного слоя и нейроном скрытого слоя; — смещение нейрона скрытого слоя.
Функция активации, применяемая к нейрону в скрытом слое, представляет собой функцию гиперболического тангенса, которая вычисляется по следующему уравнению:
Суммарный вход нейрона в выходном слое рассчитывается по формуле где — суммарный вход нейрона выходного слоя; является входом в нейрон выходного слоя из нейрона скрытого слоя; — вес между нейроном скрытого слоя и нейроном выходного слоя; — смещение нейрона выходного слоя; — количество нейронов в скрытом слое.
Функция активации, применяемая к нейрону в выходном слое, представляет собой сигмовидную функцию в виде следующего уравнения:
3.3.2. Нейронная сеть RBF
Нейронная сеть RBF — полезная методология оценки для систем с неполной информацией. Его можно использовать для анализа отношений между одной основной (эталонной) последовательностью и другими сравнительными последовательностями в данном наборе. При оценке SOC использовалась нейронная сеть RBF. Метод был протестирован с данными, полученными в результате экспериментов с батареями.Результаты показывают, что скорость работы и точность оценивания оценочной модели могут соответствовать требованиям на практике, и модель имеет определенную ценность для применения [23, 24].
В [1] метод оценки SOC нейронной сети RBF использует входные данные о напряжении на клеммах, токе разряда и температуре батареи для оценки SOC для LiFePO ₄ батареи при различных условиях разряда. Получено хорошее согласие экспериментальных данных.
3.3.3. Метод нечеткой логики
Метод нечеткой логики обеспечивает мощное средство моделирования нелинейных и сложных систем. В [25] практический метод оценки SOC аккумуляторной системы был разработан и протестирован для нескольких систем. Метод предполагает использование моделей нечеткой логики для анализа данных, полученных с помощью импедансной спектроскопии и / или методов кулоновского счета. В [26] метод оценки SOC на основе нечеткой логики был разработан для литий-ионных батарей для потенциального использования в портативных дефибрилляторах.Были выполнены измерения импеданса переменного тока и восстановления напряжения, которые используются в качестве входных параметров для модели нечеткой логики.
Singh et al. [27] представили систему оценки, которая может выбирать функции в базе данных для разработки нечетких логических моделей как для доступной емкости, так и для оценки SOC, просто путем измерения импеданса на трех частотах. В [28] SOC оценивается усовершенствованным методом кулоновской метрики, а изменение, зависящее от времени, компенсируется с помощью обучающей системы.Система обучения настраивает метод кулоновской метрики таким образом, чтобы в процессе оценки оставалось безошибочное изменение, зависящее от времени. Предлагаемая система обучения использует модели нечеткой логики, которые не используются для оценки SOC, но работают как компонент системы обучения.
3.3.4. Машина опорных векторов
Машина опорных векторов (SVM) применялась для классификации в различных областях распознавания образов. SVM также применяется для решения проблемы регрессии, даже если проблема регрессии по своей сути более сложна, чем проблема классификации.SVM, используемая в качестве нелинейной системы оценки, более надежна, чем система оценки наименьших квадратов, поскольку она нечувствительна к небольшим изменениям [29].
Хансен и Ван [29] исследовали применение SVM для оценки SOC литий-ионной батареи. Оценщик на основе SVM не только устраняет недостатки оценщика SOC с кулоновским счетом, но также дает точные оценки SOC.
3.3.5. Нечеткая нейронная сеть
Нечеткая нейронная сеть (FNN) использовалась во многих приложениях, особенно для идентификации неизвестных систем.При идентификации нелинейных систем FNN может эффективно соответствовать нелинейной системе путем вычисления оптимизированных коэффициентов механизма обучения [30].
Ли и др. [31] исследовали метод мягких вычислений для оценки состояния заряда отдельных батарей в цепочке батарей. Подход мягких вычислений использует сочетание FNN с функциями принадлежности B-сплайна и генетическим алгоритмом сокращенной формы.
3.3.6. Фильтр Калмана
Использование дорожных данных в реальном времени для оценки SOC батареи обычно бывает сложно или дорого измерить.В [32] показано, что применение метода фильтра Калмана обеспечивает поддающиеся проверке оценки SOC для батареи посредством оценки состояния в реальном времени.
Яцуи и Бай [33] представили метод оценки SOC на основе фильтра Калмана для литий-ионных батарей. Экспериментальные результаты подтверждают эффективность фильтра Калмана во время онлайн-заявки. Barbarisi et al. [34] представили расширенный фильтр Калмана (EKF) для оценки концентраций основных химических веществ, которые усредняются по толщине активного материала, чтобы получить SOC батареи, используя измерения тока и напряжения на клеммах.
На основе теории фильтра Калмана без запаха (UKF) и комплексной модели батареи в [35] предлагается новый метод оценки SOC. Результаты показывают, что метод UKF превосходит метод расширенного фильтра Калмана в оценке SOC для батареи. Sun et al. [36] представили адаптивный метод UKF для оценки SOC литий-ионной батареи для аккумуляторных электромобилей. Адаптивная регулировка ковариации шума в процессе оценки SOC осуществляется с помощью идеи ковариационного согласования в контексте UKF.
3.4. Гибридные методы
Цель гибридных моделей состоит в том, чтобы извлечь выгоду из преимуществ каждого метода и получить глобально оптимальную эффективность оценки. Поскольку информация, содержащаяся в отдельном методе оценки, ограничена, гибридный метод может максимизировать доступную информацию, интегрировать информацию отдельной модели и наилучшим образом использовать преимущества нескольких методов оценки, тем самым повышая точность оценки. Литература показывает, что гибридные методы обычно дают хорошие результаты оценки SOC по сравнению с отдельными методами [37–39].Гибридные методы сочетают в себе различные подходы, такие как метод прямого измерения и метод бухгалтерской оценки.
3.4.1. Комбинация кулоновского счета и ЭДС
Был разработан и реализован новый метод оценки SOC, который сочетает в себе метод прямого измерения с измерением ЭДС аккумуляторной батареи в состоянии равновесия и бухгалтерской оценкой с методом кулоновского счета во время состояния разряда. система [37].
Любая батарея теряет емкость во время езды на велосипеде.Чтобы точно вычислить SOC и оставшееся время выполнения (RRT), а также улучшить способность системы оценки SOC справляться с эффектом старения, вводится простой алгоритм адаптации Qmax. В этом алгоритме используются стабильные условия зарядового состояния для адаптации Qmax к эффекту старения.
В этой статье было доказано, что алгоритм адаптации Qmax может улучшить точность оценки SOC и RRT даже для новой батареи. Поскольку батарея теряет емкость во время цикла, делается вывод, что алгоритм адаптации Qmax существенно увеличит SOC и точность оценки RRT.
3.4.2. Комбинация кулоновского счета и фильтра Калмана
Wang et al. [38] предложили новый метод оценки SOC, обозначенный как «метод Калмана», который использует метод фильтра Калмана для корректировки начального значения, используемого в методе кулоновского счета. В методе KalmanAh используется метод фильтра Калмана, чтобы приблизительное начальное значение сходилось к его реальному значению. Затем метод кулоновского счета применяется для оценки SOC для длительного рабочего времени. Ошибка оценки SOC равна 2.5% по сравнению с реальным SOC, полученным при испытании на разряд. Это выгодно отличается от ошибки оценки 11,4% при использовании метода кулоновского счета.
3.4.3. Система на единицу и комбинация EKF
Ким и Чо [39] описали применение EKF в сочетании с системой на единицу (PU) для идентификации подходящих параметров модели батареи для высокоточной оценки SOC литий-ионной батареи. деградированный аккумулятор. Чтобы применить параметры модели батареи, изменяемые эффектом старения, на основе системы PU, абсолютные значения параметров в модели эквивалентной схемы в дополнение к напряжению на клеммах и току преобразуются в безразмерные значения относительно набора базовых значений.Преобразованные значения применяются к динамическим моделям и моделям измерения в алгоритме EKF.
4. Будущее оценки SOC
Поскольку системы накопления энергии были выдвинуты на первый план в портативной электронике и гибридных электрических транспортных средствах, точность оценки SOC становится все более важной. В последние годы многие ученые провели много исследований по оценке SOC. Точность оценок постоянно улучшается, и можно ожидать, что интенсивные исследования и разработки уже ведутся.В целях дальнейшего улучшения оценок SOC в сочетании с некоторыми литературными источниками ожидаемые улучшения для дальнейших исследований включают следующие области: (i) Проведите дальнейшие исследования гибридных методов, таких как сочетание метода прямого измерения и метода бухгалтерской оценки для достижения хороших результатов. результаты в онлайн-оценке SOC. (ii) Существующий метод оценки должен быть использован в различных типах аккумуляторов. Провести дальнейшие исследования практического универсального применения этих методов. (Iii) Углубить дальнейшие исследования по улучшению способности системы оценки SOC справляться с эффектом старения батареи.(iv) Изучение более новых методов искусственного интеллекта и улучшение их алгоритмов обучения для достижения точности оценки SOC. Кроме того, новые методы на сложной местности будут в центре внимания будущих исследований. (V) Для дальнейшего повышения эффективности оценки метода нейронной сети необходимо изучить и интегрировать в нее оптимальные методы поиска оптимального количества нейронов в скрытом слое. метод нейронной сети. (vi) Провести дальнейшие исследования по оценке адаптивных параметров. Модели могут автоматически адаптироваться к разным типам батарей, различным условиям разряда и разным старым батареям.(vii) Установить более точную систему оценки и стандарт для измерения эффективности метода оценки SOC.
5. Выводы
В этой статье представлен обзор оценки SOC батареи при различных условиях разряда. Обсуждались четыре категории оценочных математических методов, которые имеют свои особенности.
No related posts.

В разомкнутой цепи	Под нагрузкой	Заряженность, %	Плотность	Температура замерзания электролита, ° С
12,7	10,8	100	1,27	-60
12,6	10,7	94	1,26	-55
12,5	10,4	85	1,25	-50
12,4	10,2	75	1,23	-42
12,3	9,9	62,5	1,21	-32
12,2	9,7	56	1,2	-27
12,1	9,5	44	1,18	-18

Уровень заряда АКБ	Напряжение в разомкнутой цепи малосурьмянистых (Sb/Sb) и гибридных (Sb/Ca) аккумуляторов, вольт	Напряжение в разомкнутой цепи в кальциевых (Ca/Ca) и AGM/Gel (Ca/Ca) аккумуляторах, вольт
100%	12,516—12,663	12,666—12,813
75%	12,316—12, 463	12,466—12,613
50%	12,106—12,253	12,266—12,413
25%	11,926—12,073	11,866—12,013
0%	11,756—11,903	11,666—11,813

Уровень заряда АКБ	Значение плотности электролита
100%	1,249—1,297
75%	1,209—1,257
50%	1,174—1,222
25%	1,139—1,187
0%	1,104—1,152

Напряжение, Вольт	Степень заряда, %
12,6 +	100
12,5	90
12,42	80
12,32	70
12,20	60
12,06	50
11,9	40
11,75	30
11,58	20
11,31	10
10,5	0

Тема	Энергия
Конкретная предметная область	Разрыв цепи характеристика напряжения для аккумуляторных батарей
Тип данных	Таблица, рисунок и файл данных CSV
Как были получены данные	Циклер батареи Arbin BT-2000, тепловая камера Tenney T2C
Формат данных	Необработанные, проанализированные (Обработанные)
Параметры для сбора данных	Термокамера использовалась для контроля температуры испытания.
Описание сбора данных	Циклер батареи Arbin был подключен к тестируемой батарее для сбора таких измерений, как напряжение, ток и время.
Местоположение источника данных	Учреждение: Университет Коннектикута Город: Сторрс, Коннектикут Страна: США Широта и долгота для собранных данных: 41.8077 N, 72.2540 W
Доступность данных	Имя репозитория: Mendeley Data Идентификационный номер данных : 10.17632 / sb993dhjnz.1 Прямой URL-адрес данных: https://data.mendeley.com/datasets/sb993dhjnz/draft?a=de3a9630-4ac8-43cd-84f0-8acee05edc1f
Соответствующая исследовательская статья	Ahmed Шейх Ариф Райхан, Балакумар Баласингам, «Масштабируемый подход для улучшения представления состояния заряда в аккумуляторных батареях», Applied Energy, Volume 267, 2020, 114880. [1] Б. Паттипати, Б. Баласингам, GV Аввари, К. Паттипати, Ю. Бар-Шалом, «Характеристики напряжения холостого хода литий-ионных батарей», Журнал источников питания 269, 317-333.[2]

Батарея (параметры)	Характеристики (значение)
Номинальная мощность	2000 мАч
Cell Chemistry	LiNiMnCo / графит
Масса (без предохранительной цепи)	45 г
Диаметр	18.33 мм ± 0,07 мм
Длина	64,85 мм ± 0,15 мм
Особые примечания	Длина выступа не входит в размеры

Батарея (параметры	Характеристики (значение)
Номинальная мощность	1500 мАч
Cell Chemistry	Графит / LiCoO2
Масса (без предохранительной цепи)	30.3 г
Размеры	3,4 x 84,4 x 50,1 мм