¿Cómo medir el estado de carga de una batería a través del algoritmo?

Los algoritmos no pueden medir nada; sólo pueden computar. Así que las medidas son las mismas que para los otros métodos que mencionó: voltaje para el método de voltaje; y en términos prácticos, actual y hora para el método de conteo de Coulomb.

¿Cómo llevar las señales a un módulo de software?

El voltaje se mediría en un ADC (Convertidor analógico a digital) que generalmente tiene un registro que su software puede leer, que contiene un número que (multiplicado por un factor de escala) le da el voltaje. Muchas CPU integradas incluyen un ADC que puede leer varios voltajes como parte del chip, lo que facilita el diseño del hardware.

La corriente se mediría en una resistencia de detección de valor pequeño, generando una pequeña tensión que se amplifica y mide en el ADC. Tenga en cuenta que los cambios actuales aparecen (se invierten) cuando la batería cambia entre carga y descarga.

Hora ... un temporizador o RTC (reloj en tiempo real).

El software luego usa estas entradas; posiblemente su algoritmo puede usar métodos de conteo de coulomb y voltaje y fusionar los resultados para una mejor precisión o para buscar signos de falla de la batería.

La determinación del estado de carga de la batería (SOC) es un arte negro.
Esencialmente, está modelando una reacción electroquímica bajo un conjunto de condiciones variadas y continuas.

Las entradas analógicas a un microcontrolador digital se logran mediante el uso de lo que generalmente se conoce como un convertidor analógico a digital ADC. Eso obviamente tiene sentido y también te dice poco. Los tipos de ADC varían y las hojas de datos del procesador proporcionarán información sobre los tipos específicos utilizados, la resolución, el tiempo de muestreo y más. Los ADC pueden tener tan solo 8 bits de resolución, pero esto no suele ser suficiente para obtener buenos resultados. Mientras que 8 bits nominalmente permiten una resolución de aproximadamente +/- 1%, en la práctica las variables pueden alterarse en un rango de valores restringido y se pueden requerir más de 8 bits para obtener 8 bits de resolución en todo el rango de interés. por ejemplo, una batería LiIon puede funcionar de 3V a 4.2V en uso normal, o un rango de 1.2V. 8 bits de resolución en este rango dan una resolución de 1.2V / 256 = 4.7 mV / bit. Sin embargo, si el AD tiene un rango de escala completo de 0-5V, entonces 4.7 mV resolución = 5V / 4.7 mV = 1062 pasos, por lo que es deseable al menos 10 bits (1024 pasos) y preferiblemente al menos 12 bits de resolución. *

Los parámetros mínimos medidos son generalmente el voltaje de la batería, la corriente y la temperatura, todo el tiempo. Medición de la gravedad específica del electrolito de la batería (la "lectura del hidrómetro" es posible pero no es habitual, excepto en sistemas de batería muy grandes).

Más completamente, así como el voltaje de la batería, la corriente de carga o descarga y la temperatura de la batería, parámetros tales como: historial del ciclo de la batería, curvas de carga / descarga iniciales y actuales típicas, capacidad inicial y actual en condiciones relevantes, ciertamente química de la batería, Se puede medir la fase de la luna y ahora quedan muchos días festivos en el año. El conocimiento mágico y secreto y / o arcano generalmente se requiere para hacer un buen trabajo. A falta de eso, mucha experiencia, una buena comprensión de las químicas involucradas y muchas pruebas y mediciones.

Algunos componentes químicos de la batería se prestan para una estimación SOC relativamente precisa basada en el estado actual. por ejemplo, LiIon es razonablemente bueno, pero aun así es lo suficientemente pobre como para que la gente haga grandes esfuerzos para realizar sistemas de "conteo de Coulomb" que midan la carga dentro y fuera y combinen esto con una selección de los parámetros anteriores para proporcionar una estimación SOC.

SO: debe proporcionar más detalles sobre lo que quiere lograr y por qué apuntar a qué aspectos vale la pena hablar con más detalle.

* [[Algunos murmurarán sobre +/- 1% en comparación con 256 pasos, etc. pero aquí importa poco]]

Idealmente, su nivel de carga dependería completamente de su voltaje, y para obtener el nivel de carga simplemente necesita medir el voltaje y usar la curva de carga a carga definida por el fabricante para traducir el voltaje al SOC. Sin embargo, la curva en sí depende de la temperatura de la batería, lo que significa que primero debe medir la temperatura antes de saber qué curva utilizar.

Debe comenzar con las mediciones de voltaje y temperatura de la batería (suponiendo que va por el método de voltaje), que se puede conectar a las entradas analógicas de su dispositivo (un PLC, un microcontrolador, una tarjeta de adquisición). La medición de temperatura debe pasar por un transmisor de temperatura para obtener una señal eléctrica (generalmente de forma lineal dependiente de la temperatura). Las entradas analógicas luego realizan la conversión ADC (analógica a digital) y almacenan las ubicaciones de medición y memoria específicas, o registros.

Una vez que tenga esto, debe convertir la medición de voltaje en capacidad eligiendo la curva correcta, dependiendo de la temperatura de la batería. El fabricante de la batería debe tener una hoja de datos con estas curvas. Por ejemplo, así es como se verían las curvas de descarga de la batería dependiendo de la temperatura:

Puedeverqueunabateríaaunatemperaturamásbajatieneunvoltajemásbajoalamismacapacidadyqueestascurvasnosonlineales.Probablementesepuedenaproximarcomolinealesenunciertorango,perolomássimpleesalmacenarlascomo tablas de búsqueda para tener en cuenta la no linealidad.

Entonces, en cuanto al algoritmo, simplemente sería:

1. lea la medición de temperatura \ $ T \ $ desde su puerto de entrada analógica
2. lea la medición de voltaje \ $ V \ $ desde su puerto de entrada analógica
3. elija la tabla de búsqueda apropiada usando la temperatura como argumento: \ $ LT = f (T) \ $. Si la temperatura está en algún punto intermedio, puede redondearla o seleccionar dos tablas de búsqueda y luego interpolarlas luego.
4. lea el SOC de la tabla de búsqueda, usando el voltaje como el argumento: \ $ SOC = LT (V) \ $, interpola si es necesario.