バッテリー充電状態計算機

バッテリーは、ポータブル電源を必要とするほとんどすべての電源になります。バッテリを使用する場合、システム効率はすべてのシステムで可変要素であるため、正確な数値でどれくらい持続するかを知ることはできません。そのため、ほとんどのデバイスで残りの実行時間の見積もりが提供されることがよくあります。

私たちの身の回りにあるほとんどのスマート デバイスでは、バッテリーの充電残量がパーセンテージで表示されます。したがって、バッテリのアプリケーションの信頼性を高めたい場合は、充電状態の計算が大いに役立ちます。

バッテリーの充電状態の計算式

充電状態は、燃料タンクやノートパソコンのバッテリーの残量計と同じように、バッテリーの充電量を測定します。理解しやすいため、通常はパーセンテージで使用されます。

バッテリーの充電状態を計算する式は非常に単純です。これは、バッテリー内の総充電量と、バッテリーが最大容量で保持できる充電量との間の現在の比率です。したがって、充電状態の式は次のようになります。

SoC = Qt/Qn

ここで、変数 Qt はバッテリーの現在の充電量を表し、Qn は充電を保持するためのバッテリーの総容量を表します。

この充電状態の式を使用して、すべての条件下で正確な測定値を取得できるわけではないことに注意してください。これは、バッテリーの動作が化学プロセスであり、いくつかの要因がシステムの全体的なパフォーマンスに影響するためです。

それらの要因の 1 つは、電力効率と熱の損失です。これらは、実用的および理論的な値を変更する可能性があります。そのため、SoC 値はおおよその計算と見なされることがよくあります。

もう 1 つの要因は、バッテリーとそのバッテリーを使用するシステムの違いです。コンピューターによる SoC 測定はほぼ正確になりましたが、まだ多くの開発が必要であり、バッテリー温度を含むすべての情報を伝達するため、バッテリー管理システムの出番です。

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この式を使用する用途

充電状態式には複数の用途があります。 1 つ目は、システムを予期せぬ閉塞から守ることができるということです。つまり、バッテリーが過充電されることはありません。バッテリーの過充電はシステムの内部回路に損傷を与えますが、これは SoC 測定で防ぐことができます。

バッテリ充電状態推定器: SVM 手法の使用

SVM は、教師あり学習法を使用しておおよその測定値を取得し、精度を高めるサポート ベクター マシン手法です。バッテリーの SoC を測定しても、理論的には 100% 正しい結果であっても、最も正確な実用的な結果が得られない場合があります。したがって、ソリューションはすべての分類問題を解決するため、SVM 手法を使用しています。

SVM 手法に取り組む

バッテリーの SVM を測定するこの手法は、モデルをトレーニングするためのデータのサブセットを作成することで機能します。充電サイクル、放電サイクル、テスト サイクル、電流、電圧、バッテリー温度、バッテリー使用率などからのデータの複数のサブセットが存在する可能性があります。したがって、モデルは、システムの一部である可能性のあるほぼすべての可能な要因でトレーニングされます。

このようにして、バッテリー用の SoC を動的にテストすることができ、SVM 技術はさまざまな要因に応じて高精度の動的な値を生成します。

SVM バッテリ SoC 測定の最も一般的なアプリケーション。

現在、自動車産業は、SoC 測定のための SVM 技術の最大のアプリケーションの 1 つです。電気自動車は、特定の条件に応じてバッテリーが稼働できる残り時間/範囲をほぼ正確に測定する必要があります。

基本的な SoC 式はすべての環境要因を無視しますが、SVM 技術は考慮できるすべての要因に注意を払い、精度のレベルははるかに高くなります。最良の部分は、車の運転方法に応じて適切な範囲の情報を提供する動的計算です。システム全体を安全に保ち、バッテリーの信頼性に関して高い安心感をユーザーに提供します。

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バッテリーの充電状態のパーセンテージ

上で説明した充電状態の式は、充電状態の数値を示しますが、これはしばしば混乱を招く可能性があります。パーセンテージで測定すると、物事がはるかに理解しやすくなります。これは充電レベルであるため、バッテリーは一定の時間保持されます。その比率をパーセンテージで表すと、バッテリーの残りの使用可能時間の予測が容易になります。

ただし、SoC 式の実装を知っている限り、パーセンテージを取ることは難しくありません。式を見て、最後に全体の値に 100 を掛けます。これにより、バッテリーの充電状態の合計パーセンテージが得られます。たとえば、最終的な答えとして 69% を取得した場合、バッテリーは現在、総容量と比較して 69% の充電を保持しています。

技術的には、100mah バッテリーの SoC が 69% の場合、電子機器に電力を供給するためにまだ 69mah の容量が残っていることを意味します。バッテリーの総容量は変化するため、このパーセンテージもバッテリーごとに異なり、そのバッテリーが電子デバイスに電力を供給する時間も異なります。

バッテリー SoC の割合を取得する利点。

プロジェクトに取り組むときにバッテリーの SoC パーセンテージを導入すると、複数の利点があります。上位 3 つの利点は次のとおりです。

使用率の向上

バッテリー内に残っている充電のパーセンテージを知ることで、エネルギーを最適に管理できるため、使用率が向上します。たとえば、デバイスは不必要なパフォーマンスをカットして、実行時間を少し余分に得ることができます。

効率的な予算編成

充電器を 1 日中稼働させ続けることはできないため、より大きな電源バックアップ ユニットには予算を立てることが不可欠です。 SoC の割合を測定することで、いつ電力を供給し、いつ供給しないかがわかるため、予算管理の改善に役立ちます。

結論

充電状態の計算を使用すると、特定の時点でのバッテリー容量の特定のポイントを示すことができ、システムのパーセンテージを示すためにも使用できます。バッテリー管理の改善などの利点により、電子機器はバッテリーをより効率的に利用できるようになり、単純なバッテリーの寿命が長くなります。バッテリーの充電状態を計算するには、または上記の方法と式を利用することができます。