Litiumpariston varaustilan määrittämiseen käytetyt menetelmät teollisuusantureissa
Ollikainen, Erno (2020)
Kandidaatintyö
Ollikainen, Erno
2020
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202002276638
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202002276638
Tiivistelmä
Paristojen sekä akkujen varaustilan tarkka määrittäminen on paljon tutkittu asia, jota varten on luotu monia eri malleja. Tämän kirjallisuustyönä toteutetun kandidaatintyön tarkoituksena on koota ja verrata eri varaustilan määrittämiseen käytettyjen mallien ominaisuuksia litiumpohjaisille paristoille, joita käytetään teollisuuden kunnonvalvonnan antureissa tehonlähteenä. Usein tehonsyöttö antureille toteutetaan paristojen avulla. Teollisuuden kunnonvalvonta muun muassa sähkökoneille on tarpeen mahdollisten vaurioiden ennaltaehkäisemiseksi.
Pariston varaustilan määrittäminen on olennaista sillä se määrittää suurilta osin anturin jäljellä olevan käyttöiän. Varaustilan määritettyä voidaan anturin tehonkulutusprofiilin perusteella arvioida, milloin pariston varaustilan arvo on riittävän alhainen toimenpiteitä varten. Osa tässä työssä esitellyistä metodeista soveltuu myös eri käyttötarkoituksiin ja eri kapasiteetin omaaville paristoille sekä eri purku- taikka latausvirroilla toimiville paristoille ja akuille. Milloin kukin varaustilan määrittämiseen käytetty metodi on paras, on tapauskohtaista. Estimating the state of charge of a battery has been a well-researched topic. For this reason many different methods have been invented and created for state of charge estimation. The purpose of this Bachelor’s Thesis is to collate and compare different methods for estimating the state of charge for lithium-based primary and secondary batteries. Lithium-based primary cell batteries are often used as a power source for industrial condition monitoring sensors due to their usually challenging location. Industrial condition monitoring for example electrical drives is necessary for preventing costly hazards and material accidents.
Determining the charge of the state of charge for the battery is essential as it for the most part determines the remaining lifetime of the sensor. Once the state of charge has been estimate accurately, it can be estimated from the power consumption profile of the sensor when to change the used battery or the sensor. Some of the methods presented in this thesis are also applicable to batteries of different applications and capacities as well as batteries with different discharge or charge currents. The best state of charge estimation method often differs depending on the case.
Pariston varaustilan määrittäminen on olennaista sillä se määrittää suurilta osin anturin jäljellä olevan käyttöiän. Varaustilan määritettyä voidaan anturin tehonkulutusprofiilin perusteella arvioida, milloin pariston varaustilan arvo on riittävän alhainen toimenpiteitä varten. Osa tässä työssä esitellyistä metodeista soveltuu myös eri käyttötarkoituksiin ja eri kapasiteetin omaaville paristoille sekä eri purku- taikka latausvirroilla toimiville paristoille ja akuille. Milloin kukin varaustilan määrittämiseen käytetty metodi on paras, on tapauskohtaista.
Determining the charge of the state of charge for the battery is essential as it for the most part determines the remaining lifetime of the sensor. Once the state of charge has been estimate accurately, it can be estimated from the power consumption profile of the sensor when to change the used battery or the sensor. Some of the methods presented in this thesis are also applicable to batteries of different applications and capacities as well as batteries with different discharge or charge currents. The best state of charge estimation method often differs depending on the case.