Методи за изчисляване на SOC

Какво е СОК?

Състоянието на заряд (SOC) на батерията е съотношението на текущия наличен заряд към общия капацитет на заряд, обикновено изразено в проценти. Точното изчисляване на SOC е от решаващо значение вСистема за управление на батериите (BMS)тъй като помага за определяне на оставащата енергия, управление на разхода на батерията иконтролира процесите на зареждане и разреждане, като по този начин удължава живота на батерията.

Двата основни метода, използвани за изчисляване на зареждането на веригата (SOC), са методът на интегриране на тока и методът на напрежението на отворена верига. И двата имат своите предимства и недостатъци и всеки въвежда определени грешки. Следователно, в практическите приложения тези методи често се комбинират, за да се подобри точността.

 

1. Метод на текущо интегриране

Методът на интегриране на тока изчислява състоянието на заряд (SOC) чрез интегриране на токовете на заряд и разряд. Предимството му е в неговата простота и липсата на необходимост от калибриране. Стъпките са следните:

1. Запишете нивото на заряд (SOC) в началото на зареждането или разреждането.
2. Измерете тока по време на зареждане и разреждане.
3. Интегрирайте тока, за да намерите промяната в заряда.
4. Изчислете текущото зарядно състояние (SOC), като използвате началното зарядно състояние и промяната на заряда.

Формулата е:

SOC=начално SOC+Q∫(I⋅dt)​

къдетоI е токът, Q е капацитетът на батерията, а dt е интервалът от време.

Важно е да се отбележи, че поради вътрешно съпротивление и други фактори, настоящият метод на интегриране има известна степен на грешка. Освен това, той изисква по-дълги периоди на зареждане и разреждане, за да се постигнат по-точни резултати.

 

2. Метод на напрежението на отворена верига

Методът за напрежение на отворена верига (OCV) изчислява състоянието на заряд (SOC) чрез измерване на напрежението на батерията, когато няма товар. Основното му предимство е простотата, тъй като не изисква измерване на ток. Стъпките са:

1. Установете връзката между SOC и OCV въз основа на модела на батерията и данните на производителя.
2. Измерете OCV на батерията.
3. Изчислете SOC, като използвате връзката SOC-OCV.

Обърнете внимание, че кривата SOC-OCV се променя с употребата и живота на батерията, което изисква периодично калибриране, за да се поддържа точност. Вътрешното съпротивление също влияе върху този метод и грешките са по-значителни при състояния на висок разряд.

 

3. Комбиниране на методи за интегриране на тока и OCV

За подобряване на точността, методите за текущо интегриране и OCV често се комбинират. Стъпките за този подход са:

1. Използвайте метода за интегриране на тока, за да проследите зареждането и разреждането, като получите SOC1.
2. Измерете OCV и използвайте зависимостта SOC-OCV, за да изчислите SOC2.
3. Комбинирайте SOC1 и SOC2, за да получите крайния SOC.

Формулата е:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

къдетоk1 и k2 са тегловни коефициенти, чието сумарно число е 1. Изборът на коефициенти зависи от използването на батерията, времето за тестване и точността. Обикновено k1 е по-голям за по-дълги тестове на зареждане/разреждане, а k2 е по-голям за по-прецизни измервания на OCV.

Калибрирането и корекцията са необходими, за да се гарантира точността при комбиниране на методи, тъй като вътрешното съпротивление и температурата също влияят на резултатите.

 

Заключение

Настоящият метод на интегриране и методът на OCV са основните техники за изчисляване на SOC, всеки със своите предимства и недостатъци. Комбинирането на двата метода може да подобри точността и надеждността. Калибрирането и корекцията обаче са от съществено значение за прецизното определяне на SOC.