Metódy výpočtu SOC

čo je SOC?

Stav nabitia batérie (SOC) je pomer aktuálneho nabitia k celkovej kapacite nabitia, zvyčajne vyjadrený v percentách. Presný výpočet SOC je rozhodujúci v aSystém správy batérie (BMS)pretože pomáha určiť zostávajúcu energiu, spravovať využitie batérie ariadiť procesy nabíjania a vybíjania, čím sa predĺži životnosť batérie.

Dve hlavné metódy používané na výpočet 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 zlepšila presnosť.

 

1. Súčasná integračná metóda

Súčasná integračná metóda vypočítava SOC integráciou nabíjacieho a vybíjacieho prúdu. Jeho výhoda spočíva v jednoduchosti, bez potreby kalibrácie. Kroky sú nasledovné:

1. Zaznamenajte SOC na začiatku nabíjania alebo vybíjania.
2. Merajte prúd počas nabíjania a vybíjania.
3. Integrujte prúd, aby ste našli zmenu náboja.
4. Vypočítajte aktuálny SOC pomocou počiatočného SOC a zmeny náboja.

Vzorec je:

SOC=počiatočné 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 integračná metóda určitý stupeň chyby. Navyše si vyžaduje dlhšie doby nabíjania a vybíjania, aby sa dosiahli presnejšie výsledky.

 

2. Metóda napätia na voľnom okruhu

Metóda napätia naprázdno (OCV) vypočítava SOC meraním napätia batérie v stave bez záťaže. Jeho hlavnou výhodou je jednoduchosť, pretože nevyžaduje meranie prúdu. Postup je nasledovný:

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

Všimnite si, že krivka SOC-OCV sa mení s používaním a životnosťou batérie, čo si vyžaduje pravidelnú kalibráciu na zachovanie presnosti. Vnútorný odpor tiež ovplyvňuje túto metódu a chyby sú výraznejšie pri vysokom vybití.

 

3. Kombinácia metód súčasnej integrácie a OCV

Na zlepšenie presnosti sa často kombinujú súčasné metódy integrácie a OCV. Kroky pre tento prístup sú:

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

Vzorec je:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

kdek1 a k2 sú súčty váhových koeficientov 1. Výber koeficientov závisí od používania batérie, času testovania a presnosti. Typicky je k1 väčšie pre dlhšie testy nabitia/vybitia a k2 je väčšie pre presnejšie merania OCV.

Kalibrácia a korekcia sú potrebné na zabezpečenie presnosti pri kombinovaní metód, pretože vnútorný odpor a teplota tiež ovplyvňujú výsledky.

 

Záver

Súčasná integračná metóda a metóda OCV sú primárnymi technikami výpočtu SOC, pričom každá má svoje klady a zápory. Kombinácia oboch metód môže zvýšiť presnosť a spoľahlivosť. Kalibrácia a korekcia sú však nevyhnutné pre presné určenie SOC.