Cos'è la misurazione della corrente?
Chiunque abbia lavorato con BMS ha vistoSOCletture che non corrispondono alla realtà. La batteria mostra il 30% e il carrello elevatore si spegne improvvisamente. Oppure arriva all'80% e salta direttamente al massimo. Sfoglia qualsiasi forum sui carrelli elevatori e troverai discussioni su "la batteria mostra il 100% ma non si avvia" o "spegnimento improvviso al 25% SOC". Potrebbe trattarsi di uno squilibrio cellulare, di un algoritmo di bilanciamento errato o di bug BMS. Ma una cosa spesso viene trascurata: la misurazione della corrente stessa potrebbe non essere corretta.
Metti un resistore di precisione in serie al circuito, misura la caduta di tensione, applica la legge di Ohm. Quel resistore è chiamato shunt.
I sistemi di batterie per veicoli elettrici e industriali utilizzano shunt nell'intervallo da 25 µΩ a 100 µΩ. Perché così basso? Spingi 600 A attraverso uno shunt da 0,5 mΩ e otterrai 180 W di dissipazione del calore. Quel calore deve andare da qualche parte. Molte apparecchiature di produzione hanno percorsi termici dedicati attorno al gruppo di rilevamento della corrente proprio per gestire questo problema.
I sensori ad effetto Hall misurano il campo magnetico generato dal flusso di corrente invece di essere inseriti nel circuito principale. Isolamento galvanico integrato-. Ma la precisione soffre a basse correnti-un modulo Hall da 1000 A- che misura 10 A potrebbe mostrare un errore molte volte maggiore rispetto a 500 A. La maggior parte dei progetti BMS utilizzano Hall come backup, con shunt che eseguono il rilevamento primario.
La corrente istantanea è solo una parte del quadro. Il BMS ha bisogno del SOC, il che significa integrare la corrente nel tempo-conteggio di Coulomb. Il campionamento presenta rumore e offset. Eseguilo abbastanza a lungo e gli errori si accumulano. I sistemi reali combinano il conteggio di Coulomb con controlli incrociati-della tensione a circuito aperto-o utilizzano il filtro di Kalman. Mantenere l'errore SOC entro il 5% è un obiettivo comune.
La formazione delle celle in fabbrica richiede una precisione di corrente più rigorosa rispetto al BMS in fase di esecuzione. La corrente di formazione influisce sulla qualità dello strato SEI, che influisce sulla consistenza delle cellule nel batch. I piani di produzione utilizzano shunt ad alta-precisione con ADC a 24-bit. I test di laboratorio-utilizzano sensori fluxgate con-precisione a livello di ppm, ma sono costosi.
Il metodo da utilizzare dipende dall'applicazione. I carrelli elevatori registrano correnti di picco di diverse centinaia di A durante il sollevamento-BMS deve gestire questi picchi senza falsi scatti. I golf cart assorbono meno corrente ma potrebbero rimanere inutilizzati per mesi, quindi misurare piccole correnti di autoscarica è più importante.
