Metódy výpočtu SOC

Čo je SOC?

Stav nabitia batérie (SOC) je pomer aktuálneho dostupného náboja k celkovej kapacite nabitia, zvyčajne vyjadrený v percentách. Presný výpočet SOC je kľúčový v...Systém správy batérií (BMS)pretože pomáha určiť zostávajúcu energiu, spravovať spotrebu batérie aovládať procesy nabíjania a vybíjania, čím sa predlžuje životnosť batérie.

Dve hlavné metódy používané na výpočet stavu nabitia (SOC) sú metóda integrácie prúdu a metóda napätia naprázdno. Obe majú svoje výhody a nevýhody a každá prináša určité chyby. Preto sa v praktických aplikáciách tieto metódy často kombinujú, aby sa zvýšila presnosť.

 

1. Metóda súčasnej integrácie

Metóda integrácie prúdu vypočíta stav nabitia (SOC) integráciou nabíjacieho a vybíjacieho prúdu. Jej výhodou je jednoduchosť, nevyžaduje si kalibráciu. Postup je nasledovný:

1. Zaznamenajte si stav nabitia (SOC) na začiatku nabíjania alebo vybíjania.
2. Merajte prúd počas nabíjania a vybíjania.
3. Integrujte prúd, aby ste našli zmenu náboja.
4. Vypočítajte aktuálne napätie (SOC) pomocou počiatočného stavu (SOC) a zmeny náboja.

Vzorec je:

SOC=počiatočný SOC+Q∫(I⋅dt)​

kdeI je prúd, Q je kapacita batérie a dt je časový interval.

Je dôležité poznamenať, že v dôsledku vnútorného odporu a iných faktorov má súčasná metóda integrácie určitý stupeň chyby. Navyše vyžaduje dlhšie doby nabíjania a vybíjania na dosiahnutie presnejších výsledkov.

 

2. Metóda napätia naprázdno

Metóda merania napätia naprázdno (OCV) vypočítava stav nabitia (SOC) meraním napätia batérie bez záťaže. Jej hlavnou výhodou je jednoduchosť, pretože nevyžaduje meranie prúdu. Postup je nasledovný:

1. Stanovte vzťah medzi stavom nabitia (SOC) a napätím (OCV) na základe modelu batérie a údajov výrobcu.
2. Zmerajte OCV batérie.
3. Vypočítajte SOC pomocou vzťahu SOC-OCV.

Treba poznamenať, že krivka SOC-OCV sa mení s používaním a životnosťou batérie, čo si vyžaduje pravidelnú kalibráciu na zachovanie presnosti. Túto metódu ovplyvňuje aj vnútorný odpor a chyby sú výraznejšie pri stavoch vysokého vybitia.

 

3. Kombinácia metód integrácie prúdov a OCV

Na zlepšenie presnosti sa metódy súčasnej integrácie a OCV často kombinujú. Kroky tohto prístupu sú:

1. Na sledovanie nabíjania a vybíjania použite metódu integrácie prúdu a získajte SOC1.
2. Zmerajte OCV a použite vzťah SOC-OCV na výpočet SOC2.
3. Spojte SOC1 a SOC2, aby ste získali konečný SOC.

Vzorec je:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

kdek1 a k2 sú váhové koeficienty, ktorých súčet je 1. Výber koeficientov závisí od používania batérie, času testovania a presnosti. K1 je zvyčajne väčšie pre dlhšie testy nabíjania/vybíjania a k2 je väčšie pre presnejšie merania OCV.

Na zabezpečenie presnosti pri kombinovaní metód je potrebná kalibrácia a korekcia, pretože vnútorný odpor a teplota tiež ovplyvňujú výsledky.

 

Záver

Súčasná integračná metóda a metóda OCV sú primárnymi technikami pre výpočet SOC, pričom každá má svoje výhody a nevýhody. Kombinácia oboch metód môže zvýšiť presnosť a spoľahlivosť. Kalibrácia a korekcia sú však nevyhnutné pre presné stanovenie SOC.