Metode izračuna SOC

Kaj je SOC?

Stanje napolnjenosti baterije (SOC) je razmerje med trenutno razpoložljivo napolnjenostjo in skupno kapaciteto polnjenja, običajno izraženo v odstotkih. Natančen izračun SOC je ključnega pomena priSistem za upravljanje baterij (BMS)saj pomaga določiti preostalo energijo, upravljati porabo baterije innadzor nad procesi polnjenja in praznjenja, s čimer se podaljša življenjska doba baterije.

Glavni metodi za izračun stanja napolnjenosti (SOC) sta metoda integracije toka in metoda napetosti odprtega tokokroga. Obe imata svoje prednosti in slabosti ter vsaka uvaja določene napake. Zato se v praktičnih aplikacijah ti dve metodi pogosto kombinirata za izboljšanje natančnosti.

 

1. Trenutna metoda integracije

Metoda integracije toka izračuna stanje napolnjenosti (SOC) z integracijo polnilnih in praznilnih tokov. Njena prednost je v preprostosti, saj ne zahteva kalibracije. Koraki so naslednji:

1. Zabeležite stanje napolnjenosti (SOC) na začetku polnjenja ali praznjenja.
2. Izmerite tok med polnjenjem in praznjenjem.
3. Integrirajte tok, da dobite spremembo naboja.
4. Izračunajte trenutno stanje naboja (SOC) z uporabo začetnega stanja naboja in spremembe naboja.

Formula je:

SOC=začetni SOC+Q∫(I⋅dt)​

kjeI je tok, Q je kapaciteta baterije in dt je časovni interval.

Pomembno je omeniti, da ima trenutna metoda integracije zaradi notranjega upora in drugih dejavnikov določeno stopnjo napake. Poleg tega zahteva daljša obdobja polnjenja in praznjenja za doseganje natančnejših rezultatov.

 

2. Metoda napetosti odprtega tokokroga

Metoda napetosti odprtega tokokroga (OCV) izračuna stanje napolnjenosti (SOC) z merjenjem napetosti akumulatorja, ko ni obremenitve. Njena glavna prednost je preprostost, saj ne zahteva merjenja toka. Koraki so naslednji:

1. Na podlagi modela baterije in podatkov proizvajalca določite razmerje med stanjem napolnjenosti (SOC) in temperaturo preobremenitve (OCV).
2. Izmerite OCV baterije.
3. Izračunajte SOC z uporabo razmerja SOC-OCV.

Upoštevajte, da se krivulja SOC-OCV spreminja z uporabo in življenjsko dobo baterije, zato je za ohranjanje natančnosti potrebna redna kalibracija. Na to metodo vpliva tudi notranji upor, napake pa so večje pri visokih stanjih praznjenja.

 

3. Kombiniranje metod integracije toka in OCV

Za izboljšanje natančnosti se metode trenutne integracije in OCV pogosto kombinirajo. Koraki za ta pristop so:

1. Za sledenje polnjenja in praznjenja uporabite metodo integracije toka, s čimer dobite SOC1.
2. Izmerite OCV in uporabite razmerje SOC-OCV za izračun SOC2.
3. Združite SOC1 in SOC2, da dobite končni SOC.

Formula je:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

kjek1 in k2 sta utežna koeficienta, ki se seštevata do 1. Izbira koeficientov je odvisna od porabe baterije, časa testiranja in natančnosti. Običajno je k1 večji za daljše teste polnjenja/praznjenja, k2 pa je večji za natančnejše meritve OCV.

Za zagotovitev natančnosti pri kombiniranju metod sta potrebni kalibracija in korekcija, saj na rezultate vplivata tudi notranji upor in temperatura.

 

Zaključek

Trenutna metoda integracije in metoda OCV sta glavni tehniki za izračun SOC, vsaka s svojimi prednostmi in slabostmi. Kombinacija obeh metod lahko poveča natančnost in zanesljivost. Vendar pa sta kalibracija in korekcija bistveni za natančno določanje SOC.