State of Charge Estimation of Primary Batteries in an Embedded System
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Author
Date
2024-08-19
Department
Major/Subject
Computer Science
Mcode
SCI3042
Degree programme
Master’s Programme in Computer, Communication and Information Sciences
Language
en
Pages
48
Series
Abstract
Batteries are an important and common form of energy storage. In many applications, it is essential to know the state of the batteries in order to avoid unexpected loss of power. This thesis implements a battery state estimation module for an embedded device that uses four non-rechargeable lithium batteries as a backup power source. To gain an understanding of the behavior of lithium batteries, their voltage is measured under various loads. Using data from the measurements, three algorithms are implemented, and their accuracy is evaluated. It is found that Coulomb Counting is the most reliable of the considered algorithms, but it could be improved with Enhanced Coulomb Counting. More complex methods are not suitable because lithium batteries show atypical behavior that does not fit existing battery models. More research is needed to understand the behavior of lithium batteries and extend the algorithms to other temperatures.Paristot ovat yleinen ja tärkeä energianvarastointikeino. Monissa sovelluksissa on välttämätöntä tietää paristojen tila, jotta yllättäviä käyttökatkoja voidaan välttää. Tässä työssä toteutetaan paristojen tilanarviointiohjelmisto sulautetulle laitteelle, joka käyttää neljää litiumparistoa varavirtalähteenä. Litiumparistojen käyttäytymisen ymmärtämiseksi niiden jännitettä mitataan erilaisilla virtakuormilla. Mittausdatan avulla toteutetaan kolme algoritmia ja arvioidaan niiden tarkkuutta. Tulosten perusteella coulombilaskenta on toteutetuista algoritmeista luotettavin, ja sen tarkkuutta voitaisiin mahdollisesti lisätä parannellulla coulombilaskennalla. Monimutkaisempia algoritmeja ei voitu toteuttaa, koska olemassaolevat paristomallit eivät soveltuneet litiumparistojen käyttäytymisen mallintamiseen. Lisää tutkimusta tarvitaan litiumparistojen käyttäytymisen ymmärtämiseksi.Description
Supervisor
Kaski, PetteriThesis advisor
Sirkiä, MikaKeywords
primary battery, State of Charge (SoC), battery remaining capacity, estimation, embedded system
