Методи розрахунку SOC

Що таке SOC?

Ступінь заряду батареї (SOC) – це відношення поточного заряду, доступного до загальної ємності заряду, зазвичай виражене у відсотках. Точний розрахунок SOC має вирішальне значення в aСистема керування акумулятором (BMS)оскільки це допомагає визначити залишок енергії, керувати використанням акумулятора таконтролювати процеси зарядки та розрядки, таким чином подовжуючи термін служби батареї.

Двома основними методами, що використовуються для розрахунку SOC, є метод інтегрування струму та метод напруги холостого ходу. Обидва мають свої переваги та недоліки, і кожен вносить певні помилки. Тому в практичних застосуваннях ці методи часто комбінують для підвищення точності.

 

1. Метод поточної інтеграції

Метод інтегрування струму обчислює SOC шляхом інтегрування струмів заряду та розряду. Його перевага полягає в простоті, не потребує калібрування. Кроки такі:

1. Запишіть SOC на початку заряджання або розряджання.
2. Вимірюйте силу струму під час зарядки та розрядки.
3. Проінтегруйте струм, щоб знайти зміну заряду.
4. Обчисліть поточний SOC, використовуючи початковий SOC і зміну заряду.

Формула:

SOC=початковий SOC+Q∫(I⋅dt)​

деI — струм, Q — ємність акумулятора, dt — інтервал часу.

Важливо зазначити, що через внутрішній опір та інші фактори поточний метод інтеграції має певну похибку. Крім того, для досягнення точніших результатів потрібні триваліші періоди заряджання та розряджання.

 

2. Метод напруги відкритого ланцюга

Метод напруги холостого ходу (OCV) розраховує SOC шляхом вимірювання напруги батареї за відсутності навантаження. Його простота є його основною перевагою, оскільки він не потребує вимірювання струму. Кроки такі:

1. Встановіть співвідношення між SOC і OCV на основі моделі батареї та даних виробника.
2. Виміряйте OCV акумулятора.
3. Обчисліть SOC за допомогою співвідношення SOC-OCV.

Зауважте, що крива SOC-OCV змінюється залежно від використання та терміну служби батареї, що вимагає періодичного калібрування для підтримки точності. Внутрішній опір також впливає на цей метод, і помилки більш значні при високих станах розряду.

 

3. Поєднання методів поточного інтегрування та OCV

Для підвищення точності поточні методи інтеграції та OCV часто комбінують. Кроки цього підходу:

1. Використовуйте поточний метод інтеграції для відстеження зарядки та розрядки, отримуючи SOC1.
2. Виміряйте OCV і використовуйте співвідношення SOC-OCV для розрахунку SOC2.
3. Поєднайте SOC1 і SOC2, щоб отримати остаточний SOC.

Формула:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

деk1 і k2 — вагові коефіцієнти, сума яких дорівнює 1. Вибір коефіцієнтів залежить від використання батареї, часу тестування та точності. Як правило, k1 більше для тривалих тестів заряду/розряду, а k2 більше для більш точних вимірювань OCV.

Калібрування та корекція необхідні для забезпечення точності під час комбінування методів, оскільки внутрішній опір і температура також впливають на результати.

 

Висновок

Поточний метод інтеграції та метод OCV є основними методами розрахунку SOC, кожен із яких має свої переваги та недоліки. Поєднання обох методів може підвищити точність і надійність. Однак калібрування та корекція є важливими для точного визначення SOC.