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如何处理来自“智能”电池的数据

时间:2023-02-02 14:27:02 点击:

如何处理来自“智能”电池的数据

尽管智能电池自 20 世纪 90 年代中期开始投入使用,但它们的行为仍然很像一个“黑匣子”,不与外界通信。设备制造商继续要求更换电池时注明日期,而不是参考电池中包含的更相关的 FCC 信息。因此,昂贵的电池组每 2-3 年就会被丢弃一次,而不是利用锂离子电池的 5 年预期寿命。

一个新的领域正在开放,可以提供简单的电池信息。Battery Parser(由 Cadex 开发)通过获取内部电池数据以揭示功能状态 (SoF) 在用户和电池之间建立通信来实现这一点图 1中所示的 Fishbowl 图标指示充电状态的充电环和带有 PASS、CHARGE、CHECK 和 FAIL 消息的状态圆顶组成。Status Dome 还说明了储能能力以及随着使用情况和使用年限通过/失败线移动的电池衰减。

Fishbowl 图标通过这些状态消息一目了然地显示电池功能状态
图 1:Fishbowl 图标通过这些状态消息一目了然地显示电池功能状态[1]

PASS 表示容量充足,SoC CHARGE 需要在使用前充电,因为 SoC 低于充电警报。CHECK 包括电池不平衡、高最大误差、高内阻等。FAIL 表示容量衰减、超过日历日期或超出预设周期计数。

电池状态指示器必须将充电状态和容量分开,并将它们视为不相关的实体。虽然 SoC 低的电池可以充电,但容量损失是永久性的,并且预示着寿命终止。Fishbowl 顶部侵入的黑色天花板条证明了这种情况。按下具有触摸屏的设备上的 Status Dome 可以显示可能存在的缺陷,以及与电池型号、规格、序列号和制造日期相关的信息。用户可以更改 Fishbowl 设置。

将电池测试结果存储在基于云的数据库中,可以在位置、应用、性能和服务要求方面对整个电池组进行概览。这可以通过智能电池中序列号和制造日期的可用性来实现。要检查需要更换的电池,操作员只需调出容量低于 80% 或使用时间超过 5 年的电池组。

运营商还可以通过列出所有充电前剩余电量低于 10% 的电池来验证 SoC。在交通繁忙或紧急情况下,紧张的储备可能会导致故障。如果持续较低,则应将通过/未通过目标容量阈值设置得更高以提高储备。另一方面,如果大多数电池在长时间任务或一整天后恢复到 40% 的容量,则可以降低目标容量而不影响可靠性。

Battery Parser 在可靠性和经济性之间找到了最佳平衡点。可以充分利用每个电池的使用寿命,提高系统可靠性,减少对环境的危害,降低运营成本。此外,由于电池成为受控部件,送修的设备也更少。

美国一家拥有 340 个床位的医院证明了使用电池分析可以节省成本。当根据日期戳方法更换病人监护仪电池的费用达到 56,000 美元时,主管反对并要求使用电池分析仪检查电池组。这表明大多数电池状况良好,预算减少到 11,000 美元。

军事是电池分析可以提供帮助的另一个应用。现代士兵携带无线电、GPS 设备、智能手机、夜视镜、红外瞄准具、手电筒和反简易爆炸装置设备。这相当于大约七种电池类型,每名士兵的重量约为 9 公斤(20 磅),每 72 小时的任务需要 10 组。电池已成为仅次于弹药的第二大开支。这可以通过维护计划来减少,否则士兵很快就会携带石头而不是电池,如图 2所示。

士兵携带的是石头而不是电池
图 2:士兵携带的是石头而不是电池[1]

维护使枯木远离军事武库。“智能”电池的数字健康状态可以在几秒钟内验证或在每次充电期间记录下来。

Battery Parser 的其他用途是无人机和机器人。无人机对电池的要求很高,因为重负载会导致循环寿命短于预期。如果需要第二次着陆方法,电池维护对于防止昂贵的车辆坠毁至关重要。(另请参见BU-504:如何验证电池容量是否充足)

使用 Battery Parser 的电池维护最好放入电池充电器中。这样的系统显示每次充电的容量。或者,快速插入可在使用前显示电池状态。了解每个电池的性能可以根据可用能源规划任务,减少计划外事件。

与云的无线连接允许集体电池管理,每次充电都会更新信息。这提供了最透明的电池管理系统之一,无需增加物流。只需点击一下手指,即可在 PC 或智能手机上显示电池状态。

具有性能评估功能的智能电池和充电器进一步有助于将电池分为性能组:容量为 90-100% 的 A 级电池可用于关键任务,80-90% 的 B 级电池组用于日常使用,以及70-80% 的 C 级可以保留为备用或用于较短的差事。完全控制电池组可以提高可靠性、简化物流并保护环境,因为每个电池都可以在其整个使用寿命期间得到利用。