Co to jest SOC?
Stan naładowania akumulatora (SOC) to stosunek bieżącego dostępnego ładunku do całkowitej pojemności ładowania, zwykle wyrażany w procentach. Dokładne obliczenie SOC ma kluczowe znaczenie w:System zarządzania baterią (BMS)ponieważ pomaga określić pozostałą energię, zarządzać zużyciem baterii ikontrolować procesy ładowania i rozładowywaniawydłużając w ten sposób żywotność baterii.
Dwie główne metody stosowane do obliczania SOC to metoda całkowania prądu i metoda napięcia w obwodzie otwartym. Obydwa mają swoje zalety i wady, a każdy wprowadza pewne błędy. Dlatego w zastosowaniach praktycznych metody te są często łączone w celu poprawy dokładności.
1. Aktualna metoda integracji
Obecna metoda całkowania oblicza SOC poprzez całkowanie prądów ładowania i rozładowania. Jego zaletą jest prostota i brak konieczności kalibracji. Kroki są następujące:
- Zapisz SOC na początku ładowania lub rozładowywania.
- Zmierz prąd podczas ładowania i rozładowywania.
- Zintegruj prąd, aby znaleźć zmianę ładunku.
- Oblicz bieżące SOC, korzystając z początkowego SOC i zmiany ładunku.
Formuła jest następująca:
SOC=początkowy SOC+Q∫(I⋅dt)
GdzieI to prąd, Q to pojemność akumulatora, a dt to odstęp czasu.
Należy zauważyć, że ze względu na opór wewnętrzny i inne czynniki obecna metoda integracji obarczona jest pewnym stopniem błędu. Co więcej, osiągnięcie dokładniejszych wyników wymaga dłuższych okresów ładowania i rozładowywania.
2. Metoda napięcia w obwodzie otwartym
Metoda napięcia obwodu otwartego (OCV) oblicza SOC poprzez pomiar napięcia akumulatora bez obciążenia. Jego główną zaletą jest prostota, ponieważ nie wymaga pomiaru prądu. Kroki są następujące:
- Ustal związek pomiędzy SOC i OCV w oparciu o model akumulatora i dane producenta.
- Zmierz OCV akumulatora.
- Oblicz SOC, korzystając z zależności SOC-OCV.
Należy pamiętać, że krzywa SOC-OCV zmienia się wraz z użytkowaniem i żywotnością baterii, co wymaga okresowej kalibracji w celu utrzymania dokładności. Na tę metodę wpływa również opór wewnętrzny, a błędy są bardziej znaczące przy wysokich stanach rozładowania.
3. Łączenie metod integracji bieżącej i OCV
Aby poprawić dokładność, często łączy się obecne metody integracji i OCV. Etapy tego podejścia są następujące:
- Użyj bieżącej metody integracji, aby śledzić ładowanie i rozładowywanie, uzyskując SOC1.
- Zmierz OCV i użyj zależności SOC-OCV do obliczenia SOC2.
- Połącz SOC1 i SOC2, aby uzyskać ostateczny SOC.
Formuła jest następująca:
SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2
Gdziek1 i k2 to współczynniki wagowe, które sumują się do 1. Wybór współczynników zależy od zużycia baterii, czasu testowania i dokładności. Zwykle k1 jest większe w przypadku dłuższych testów ładowania/rozładowania, a k2 jest większe w przypadku bardziej precyzyjnych pomiarów OCV.
Aby zapewnić dokładność łączenia metod, konieczna jest kalibracja i korekta, ponieważ opór wewnętrzny i temperatura również wpływają na wyniki.
Wniosek
Obecna metoda integracji i metoda OCV to podstawowe techniki obliczania SOC, każda z nich ma swoje zalety i wady. Połączenie obu metod może zwiększyć dokładność i niezawodność. Jednakże kalibracja i korekta są niezbędne do dokładnego określenia SOC.
Czas publikacji: 6 lipca 2024 r
