Metódy výpočtu SOC

Čo je to?

Stav nabitia batérie (SOC) je pomer aktuálneho náboja, ktorý je k dispozícii pre celkovú kapacitu náboja, zvyčajne vyjadrený ako percento. Presne výpočet SOC je rozhodujúci v aSystém správy batérií (BMS)pretože pomáha určiť zvyšnú energiu, spravovať využitie batérie aProcesy riadenia nabíjania a vybíjania, tak predlžuje životnosť batérie.

Dve hlavné metódy použité na výpočet SOC sú metóda súčasnej integrácie a metóda napätia s otvoreným obvodom. Obidve majú svoje výhody a nevýhody a každá zavádza určité chyby. Preto sa v praktických aplikáciách tieto metódy často kombinujú, aby sa zlepšila presnosť.

 

1. Súčasná metóda integrácie

Metóda súčasnej integrácie vypočíta SOC integráciou prúdy náboja a vybíjania. Jeho výhoda spočíva v jeho jednoduchosti a nevyžaduje kalibráciu. Kroky sú nasledujúce:

1. Zaznamenajte SOC na začiatku nabíjania alebo vypúšťania.
2. Zmerajte prúd počas nabíjania a vypúšťania.
3. Integrujte prúd a nájdite zmenu na starosti.
4. Vypočítajte aktuálny SOC pomocou počiatočnej SOC a zmeny náboja.

Vzorec je:

SOC = počiatočné SOC+Q∫ (i⋅dt)

kdekoľvekI je prúd, Q je kapacita batérie a DT je ​​časový interval.

Je dôležité poznamenať, že vzhľadom na vnútorný odpor a ďalšie faktory má súčasná metóda integrácie určitý stupeň chyby. Okrem toho si vyžaduje dlhšie obdobia nabíjania a vypúšťania, aby sa dosiahli presnejšie výsledky.

 

2. Metóda napätia s otvoreným obvodom

Metóda napätia s otvoreným obvodom (OCV) vypočíta SOC meraním napätia batérie, keď nedôjde k zaťaženiu. Jeho jednoduchosť je jej hlavnou výhodou, pretože nevyžaduje súčasné meranie. Kroky sú:

1. Stanovte vzťah medzi SOC a OCV na základe modelu batérie a údajmi výrobcu.
2. Zmerajte OCV batérie.
3. Vypočítajte SOC pomocou vzťahu SOC-OCV.

Upozorňujeme, že krivka SOC-OCV sa mení s využitím batérie a životnosti, čo si vyžaduje periodickú kalibráciu, aby sa udržala presnosť. Vnútorná rezistencia ovplyvňuje aj túto metódu a chyby sú významnejšie vo vysokom výtoku.

 

3. Kombinácia súčasnej integrácie a metód OCV

Aby sa zlepšila presnosť, súčasná integrácia a metódy OCV sa často kombinujú. Kroky pre tento prístup sú:

1. Na sledovanie nabíjania a vypúšťania použite súčasnú metódu integrácie a získajte SOC1.
2. Zmerajte OCV a na výpočet SOC2 použite vzťah SOC-OCV.
3. Kombinujte SOC1 a SOC2 a získajte konečný SOC.

Vzorec je:

SOC = k1⋅soc1+k2⋅soc2

kdekoľvekK1 a K2 sú koeficienty hmotnosti, ktoré sa sumujú na 1. Výber koeficientov závisí od využitia batérie, času testovania a presnosti. K1 je zvyčajne väčší pre dlhšie testy náboja/vybíjania a K2 je väčší pre presnejšie merania OCV.

Kalibrácia a korekcia sú potrebné na zabezpečenie presnosti pri kombinácii metód, pretože výsledky vplyvu na vnútorný odpor a teplotu.

 

Záver

Súčasná metóda integrácie a metóda OCV sú primárnymi technikami výpočtu SOC, z ktorých každá má vlastné výhody a nevýhody. Kombinácia oboch metód môže zvýšiť presnosť a spoľahlivosť. Kalibrácia a korekcia sú však nevyhnutné na presné stanovenie SOC.