寬帶放大器如何做新能源汽車鋰電池荷電狀態(SOC)檢測?
近幾年,新能源汽車行業發展勢頭迅猛,其中在特斯拉的引領下,我國的一眾巨頭都將目光鎖定在新能源汽車板塊,從新興的小鵬汽車、蔚來,哪吒汽車,到比亞迪等傳統的燃油車陣營,無不將新能源板塊視為下一個機遇。
新能源汽車發展勢頭勢不可擋的同時,動力鋰電池的需求量也在與日俱增,同時對于鋰電池的安全性要求也在不斷提高,那么如何更好的對新能源汽車鋰電池荷電狀態(SOC)檢測?寬帶放大器又在其中起到了哪些作用?
什么是荷電狀態(SOC)?
荷電狀態,即State of Charge,主要是指電池的荷電狀態,最為廣泛采用的解釋是即“電池在一定的放電倍率下,剩余電量與相同條件下額定容量的比值”(美國先進電池聯合會(USABC)對SOC進行的定義)。其對應的計算公式為:
其中,Qm為電池按照恒定的電流I進行放電時的最大放電容量;Q(In)為在t時間里,標準的放電電流I下電池所釋放的電量。
鋰電池荷電狀態(SOC)檢測具體方法
在鋰電池的質量檢測過程中及電池管理系統中,鋰電池荷電狀態(SOC)檢測都是極其重要的一環,它是整車充放電控制策略及電池均衡工作的受邀內容。但由于鋰電池自身的復雜特性,其鋰電池荷電狀態無法直接進行測量,需要先對鋰電池的內阻、開路電壓、溫度、電流等具體參數加以測算,再根據特性曲線及相關公式才能計算得出。
鋰電池荷電狀態檢測具體可細分為放電實驗法、開路電壓法、安時積分法、卡爾曼濾波法、神經網絡法等方法。本次我們著重介紹前兩種
1、放電實驗法
原理即為,以恒定的電流使電池處于不間斷的放電狀態,當放電到達截止電壓時對所放電量進行計算。放電電量值為放電時所采用的恒定電流值與放電時間的乘積值。
2、開路電壓法
開路電壓法可以在電池長時間分靜置后,測得電池兩端的開路電壓,再對照OCV-SOC曲線,從而憑借開路電壓與電池電荷間存在的穩定函數關系,得出電池的荷電狀態值。這個方法雖操作簡潔便利,但因前置條件較為嚴苛,需要電池長時間穩定靜置,否則極易產生開路電壓誤差,所以多應用于電動汽車長時間的駐車時的測試。
在鋰電池荷電狀態(SOC)檢測的過程中,我們常會用到以下參數對電池的潛在電能進行評估:波形:多以正弦波和漢寧窗波形為主;驅動電壓:0~400Vpp;驅動頻率:DC~3MHz/5MHz;驅動功率:50Wp~200Wp,那么當測試參數條件不夠時該怎么辦?此時就需要寬帶放大器來實現信號的放大了。
作為一款可以放大交直流信號的單通道輸出放大器,它在帶寬信號放大方面較為出色,最大帶寬可達(-3dB)DC~3MHz,電壓可達70Vp-p(±35Vp),可以輸出2Ap電流,最大功率70Wp
該寬帶放大器電壓增益0~40倍數控可調,可以進行1倍步進粗調,也可進行0.1倍步進細調,可幫助工程師快速進行參數調節,具備一鍵保存設置功能,提供了方便簡潔的操作選擇,可與主流的信號發生器配套使用,實現信號的放大。
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