솔라카를 돌아보며 2(배터리 잔량 측정)

솔라카가 얼마나 더 달릴 수 있을까 (배터리 잔량 측정)

 솔라카 프로젝트에서 가장 재미있으면서도 힘겨웠던것은 배터리 잔량을 계산해서 메모리에 저장하고 이를 무선통신으로 날려서 앞의 앞의 리드카에 전송해 주는 과정이었다. 

리튬이온 배터리의 경우 배터리의 남아있는 에너지에 따라 배터리 전압이 변한다. 물론 이를 이용해서 배터리의 잔량을 계산할 수있다. 하지만 정확하지 않다. 특히나 배터리가 충,방전중일때는 배터리의 분극전압이형성되어 배터리 전압이 예상 값보다 더 떨어지거나 올라가있다. 

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Equivalent circuit model of the lithium-ion battery.

리튬이온 배터리의 등가회로>

출처 : https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?t=62932

위 그래프들은 리튬이온 전지의 방전곡선이다. 보면 방전하는 전류에따라 잔량별 전압도 다르다.

분극전압을 최소하하여 측정하려고 하면 배터리가 충방전을 하지 않고 많은 시간을 기다려야한다. 그게 휴지시간인데, 솔라카 주행을 하면서 휴지시간을 기다리며 대회를 치룰 수 없다. 

그래서 사용한 방식이 전류 적산 방식이다. 전류센서를 이용해서 방전 전류와 충전 전류를 적산하여 잔량을 계산한다. 하지만 전류적산 방식에서도 전류센서의 측정오차가 있기 때문에 오차가 누적되어 잔량에 엄청난 오차를 생기게 할 수 있다.

그래서 솔라카의 주행이 잠시 쉬는 컨트롤스탑지점이나, 밤에 주행을 중지할때의 배터리의 휴지시간을 이용하여 분극전압의 영향이 거의 없는 전압을 체크하고 전류적산 오차가 있는 배터리의 잔량을 리셋해주는 방법을 사용했다.