Система мониторинга ресурса литий-ионных аккумуляторных батарей

Ярослав [Yaroslav] Андреевич [A.] Меньшиков [Menshikov]

doi:10.24160/1993-6982-2022-3-105-110

Ярослав Андреевич Меньшиков

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2022-3-105-110

Ключевые слова: литий-ионный аккумулятор, заряд, ресурс, деградация, автоматический контроль

Аннотация

Рассмотрена практическая реализация системы мониторинга ресурса большого числа однотипных литий-ионных аккумуляторных батарей. Назначение системы — своевременное формирование сигнала об исчерпании ресурса каждой батареи. По данному сигналу выработавшая свой ресурс батарея должна быть заменена на новую. В состав системы вошли специализированные зарядные устройства, аккумуляторные батареи и специальные приборы — сервис-тестеры. Принцип работы системы основан на подсчете суммарного заряда, переданного через батарею с момента ее изготовления. Учет заряда осуществляется зарядными устройствами, используемыми для зарядки аккумуляторных батарей. Информация о переданном заряде хранится в памяти микроконтроллера, установленного на небольшой печатной плате, встраиваемой в корпус каждой аккумуляторной батареи при ее изготовлении. Когда суммарный заряд, переданный батареей, достигает заданного порога, подается сигнал об исчерпании ресурса. Такая батарея должна быть выведена из эксплуатации и заменена на новую. Пороговое значение суммарного заряда заранее рассчитывается на основе данных, указанных производителем в техническом описании аккумуляторных ячеек. Сервис-тестер считывает значение переданного заряда из памяти микроконтроллера батареи и показывает остаточный ресурс батареи в процентах. Предлагаемая система относительно проста, имеет низкую стоимость, достаточную для практического применения точность и доказала свою высокую надежность и эффективность при работе на реальных объектах.

Сведения об авторе

Ярослав Андреевич Меньшиков

технический директор ООО «Яростанмаш», e-mail: yarst@mail.ru

Литература

1. Zhenpo Wang, Chunbao Song, Changgui Yuan, Xiaoyu Li. A Flexible Method for State-of-health Estimation of Lithium Battery Energy Storage System // J. Energy Rep. 2021. V. 7. Pp. 6375—6383.
2. Qingxia Yanga, Jun Xua, Binggang Caoa, Dan Xua, Xiuqing Lib, Bin Wanga. State-of-health Estimation of Lithium-ion Battery Based on Interval Capacity // J. Energy Proc. 2017. V. 105. Pp. 2342—2347.
3. Добрего К.B., Бладыко Ю.В. Моделирование аккумуляторных батарей и их сборок с учетом деградации параметров // Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. Серия «Энергетика». 2021. Т. 64(1). С. 27—39.
4. Dobrego K.V., Bladyko V.V. Modeling of Batteries and Their Assemblies Taking into Account the Degradation of Parameters // Proc. of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations. 2021. V. 64(1). Pp. 27—39.
5. Atalay S. e. a. Theory of Battery Ageing in a Lithium-ion Battery: Capacity Fade, Nonlinear Ageing and Lifetime Prediction // J. Power Sources. 2020. V. 478. P. 229026.
6. Weiping Diao e. a. Energy State of Health Estimation for Battery Packs Based on the Degradation and Inconsistency // J. Energy Proc. 2017. V. 142. Pp. 3578—3583.
7. Kong Soon Ng, Chin-Sien Moo, Yi-Ping Chen, Yao-Ching Hsieh. Enhanced Coulomb Counting Method for Estimating State-of-charge and State-of-health of Lithium-ion batteries // J. Appl. Energy. 2009. V. 86-9. Pp. 1506—1511.
8. Техническое описание аккумуляторов Samsung ICR18650-26F [Электрон. ресурс] www.yarst.org/data/1/ICR18650-26F.pdf (дата обращения 31.01.2022).
9. ООО «Яростанмаш» [Офиц. сайт] www.yarst.org/ (дата обращения 31.01.2022).
10. Результаты стендовых испытаний Li-Ion аккумуляторов различных типов [Электрон. ресурс] www.yarst.org/data/1/data.zip (дата обращения 31.01.2022).
---
Для цитирования: Меньшиков Я.А. Система мониторинга ресурса литий-ионных аккумуляторных батарей // Вестник МЭИ. 2022. № 3. С. 105—110. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-3-105-110.