Методи за изчисляване на SOC

Какво е SOC?

Състоянието на зареждане на батерията (SOC) е съотношението на текущия наличен заряд към общия капацитет на зареждане, обикновено изразено като процент. Точното изчисляване на SOC е от решаващо значение при aСистема за управление на батерията (BMS)тъй като помага да се определи оставащата енергия, да се управлява използването на батерията иконтрол на процесите на зареждане и разреждане, като по този начин удължава живота на батерията.

Двата основни метода, използвани за изчисляване на SOC, са методът на текущата интеграция и методът на напрежението на отворена верига. И двете имат своите предимства и недостатъци и всяка въвежда определени грешки. Следователно в практическите приложения тези методи често се комбинират за подобряване на точността.

 

1. Текущ метод на интегриране

Методът за интегриране на тока изчислява SOC чрез интегриране на токовете на зареждане и разреждане. Предимството му е в неговата простота, не изисква калибриране. Стъпките са както следва:

1. Запишете 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 текущия SOC, като използвате първоначалния SOC и промяната на заряда.

Формулата е:

SOC=първоначален SOC+Q∫(I⋅dt)​

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

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

 

2. Метод на напрежението на отворена верига

Методът на напрежението на отворена верига (OCV) изчислява SOC чрез измерване на напрежението на батерията, когато няма товар. Неговата простота е основното му предимство, 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 използването и продължителността на живота на батерията, което изисква периодично калибриране за поддържане на точността. Вътрешното съпротивление също влияе върху този метод и грешките са по-значими при високо ниво на разреждане.

 

3. Комбиниране на методите за текуща интеграция и OCV

За да се подобри точността, текущата интеграция и OCV методите често се комбинират. Стъпките за този подход са:

1. Използвайте текущия метод на интегриране, за да проследите зареждането и разреждането, като получите SOC1.
2. Измерете OCV и използвайте връзката 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, сумирани до 1. Изборът на коефициенти зависи от използването на батерията, времето за тестване и точността. Обикновено k1 е по-голямо за по-дълги тестове за зареждане/разреждане, а k2 е по-голямо за по-прецизни измервания на OCV.

Необходими са калибриране и корекция, за да се осигури точност при комбиниране на методи, тъй като вътрешното съпротивление и температурата също оказват влияние върху резултатите.

 

Заключение

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