Методи розрахунку SOC

Що таке СОЦ?

Стан заряду акумулятора (SOC) – це відношення поточного доступного заряду до загальної ємності заряду, яке зазвичай виражається у відсотках. Точний розрахунок SOC має вирішальне значення вСистема керування акумуляторами (BMS)оскільки це допомагає визначити залишок енергії, керувати використанням акумулятора таконтролювати процеси заряджання та розряджання, тим самим подовжуючи термін служби акумулятора.

Двома основними методами, що використовуються для розрахунку стану заряду (SOC), є метод інтегрування струму та метод напруги холостого ходу. Обидва мають свої переваги та недоліки, і кожен вносить певні похибки. Тому на практиці ці методи часто поєднуються для підвищення точності.

 

1. Поточний метод інтегрування

Метод інтегрування струмів розраховує стан заряду (SOC) шляхом інтегрування струмів заряду та розряду. Його перевага полягає в простоті та відсутності потреби в калібруванні. Кроки такі:

1. Запишіть рівень заряду (SOC) на початку заряджання або розряджання.
2. Виміряйте силу струму під час заряджання та розряджання.
3. Інтегруйте струм, щоб знайти зміну заряду.
4. Розрахуйте поточний зарядний стан, використовуючи початковий зарядний стан та зміну заряду.

Формула така:

SOC=початковий SOC+Q∫(I⋅dt)​

деI – струм, Q – ємність акумулятора, а dt – часовий інтервал.

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

 

2. Метод напруги холостого ходу

Метод напруги холостого ходу (НХЛ) розраховує рівень заряду (SOC) шляхом вимірювання напруги акумулятора без навантаження. Його головною перевагою є простота, оскільки він не вимагає вимірювання струму. Кроки такі:

1. Встановіть зв'язок між зарядним станом (SOC) та робочим струмом (OCV) на основі моделі акумулятора та даних виробника.
2. Виміряйте робочу напругу акумулятора.
3. Розрахуйте SOC, використовуючи співвідношення SOC-OCV.

Зверніть увагу, що крива SOC-OCV змінюється залежно від використання та терміну служби акумулятора, що вимагає періодичного калібрування для підтримки точності. Внутрішній опір також впливає на цей метод, і похибки є більш значними в станах високого розряду.

 

3. Поєднання методів інтегрування струмів та OCV

Для підвищення точності методи поточного інтегрування та OCV часто поєднуються. Кроки для цього підходу такі:

1. Використовуйте метод інтегрування струму для відстеження заряджання та розряджання, отримуючи SOC1.
2. Виміряйте OCV та використовуйте співвідношення SOC-OCV для розрахунку SOC2.
3. Об'єднайте SOC1 та SOC2, щоб отримати остаточний SOC.

Формула така:

СОЦ=k1⋅СОЦ1+k2⋅СОЦ2

деk1 та k2 – це вагові коефіцієнти, що в сумі дорівнюють 1. Вибір коефіцієнтів залежить від використання акумулятора, часу тестування та точності. Зазвичай k1 більший для триваліших тестів заряду/розряду, а k2 більший для точніших 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 інтегрування та метод OCV є основними методами розрахунку SOC, кожен з яких має свої переваги та недоліки. Поєднання обох методів може підвищити точність і надійність. Однак калібрування та корекція є важливими для точного визначення SOC.