Metode izračuna SOC

Kaj je SOC?

Stanje napolnjenosti baterije (SOC) je razmerje med trenutno razpoložljivo napolnjenostjo in skupno zmogljivostjo napolnjenosti, običajno izraženo v odstotkih. Natančen izračun SOC je ključnega pomena pri aSistem za upravljanje baterije (BMS)saj pomaga določiti preostalo energijo, upravljati porabo baterije innadzor nad procesi polnjenja in praznjenja, s čimer podaljšate življenjsko dobo baterije.

Dve glavni metodi, ki se uporabljata za izračun SOC, sta metoda integracije toka in metoda napetosti odprtega tokokroga. Oba imata svoje prednosti in slabosti in vsak prinaša določene napake. Zato se v praktičnih aplikacijah te metode pogosto kombinirajo za izboljšanje natančnosti.

 

1. Trenutna integracijska metoda

Metoda tokovne integracije izračuna SOC z integracijo polnilnih in praznilnih tokov. Njegova prednost je v enostavnosti, saj ne zahteva kalibracije. Koraki so naslednji:

1. Zabeležite SOC na začetku polnjenja ali praznjenja.
2. Izmerite tok med polnjenjem in praznjenjem.
3. Integrirajte tok, da ugotovite spremembo naboja.
4. Izračunajte trenutni SOC z uporabo začetnega SOC in spremembe naboja.

Formula je:

SOC=začetni SOC+Q∫(I⋅dt)​

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

Pomembno je omeniti, da ima trenutna integracijska metoda 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 SOC z merjenjem napetosti baterije, ko ni obremenitve. Njegova preprostost je njegova glavna prednost, saj ne zahteva merjenja toka. Koraki so:

1. Vzpostavite razmerje med SOC in OCV na podlagi modela baterije in podatkov proizvajalca.
2. Izmerite OCV baterije.
3. Izračunajte SOC z razmerjem SOC-OCV.

Upoštevajte, da se krivulja SOC-OCV spreminja glede na porabo in življenjsko dobo baterije, zato je za ohranjanje natančnosti potrebno redno umerjanje. Na to metodo vpliva tudi notranji upor, napake pa so pomembnejše pri visokih stopnjah praznjenja.

 

3. Kombinacija trenutne integracije in metod OCV

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

1. Uporabite trenutno metodo integracije za sledenje polnjenju in praznjenju ter pridobite 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

kjerk1 in k2 sta utežna koeficienta s seštevkom 1. Izbira koeficientov je odvisna od porabe baterije, časa testiranja in natančnosti. Običajno je k1 večji za daljše preskuse 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 primarni tehniki za izračun SOC, vsaka s svojimi prednostmi in slabostmi. Kombinacija obeh metod lahko poveča natančnost in zanesljivost. Vendar sta kalibracija in korekcija bistvena za natančno določitev SOC.