Методы расчета SOC

Что такое СОК?

Состояние заряда (SOC) аккумулятора — это отношение текущего заряда к общей емкости заряда, обычно выражаемое в процентах. Точный расчет SOC имеет решающее значение вСистема управления аккумуляторными батареями (BMS)поскольку он помогает определить оставшуюся энергию, управлять использованием батареи иконтролировать процессы зарядки и разрядки, тем самым продлевая срок службы батареи.

Два основных метода, используемых для расчета SOC, — это метод интегрирования тока и метод напряжения разомкнутой цепи. Оба имеют свои преимущества и недостатки, и каждый вносит определенные погрешности. Поэтому в практических приложениях эти методы часто комбинируют для повышения точности.

 

1. Текущий метод интеграции

Текущий метод интеграции вычисляет SOC путем интегрирования токов заряда и разряда. Его преимущество заключается в его простоте, не требующей калибровки. Шаги следующие:

1. Запишите уровень заряда в начале зарядки или разрядки.
2. Измерьте ток во время зарядки и разрядки.
3. Интегрируем ток, чтобы найти изменение заряда.
4. Рассчитайте текущий уровень заряда, используя начальный уровень заряда и изменение заряда.

Формула такова:

SOC=начальный SOC+Q∫(I⋅dt)​

гдеI — ток, Q — емкость батареи, dt — временной интервал.

Важно отметить, что из-за внутреннего сопротивления и других факторов текущий метод интеграции имеет некоторую погрешность. Более того, он требует более длительных периодов зарядки и разрядки для достижения более точных результатов.

 

2. Метод напряжения холостого хода

Метод напряжения разомкнутой цепи (OCV) вычисляет SOC путем измерения напряжения батареи при отсутствии нагрузки. Его простота является его главным преимуществом, поскольку он не требует измерения тока. Шаги следующие:

1. Установите взаимосвязь между SOC и OCV на основе модели аккумулятора и данных производителя.
2. Измерьте напряжение холостого хода аккумулятора.
3. Рассчитайте SOC, используя соотношение SOC-OCV.

Обратите внимание, что кривая SOC-OCV меняется в зависимости от использования и срока службы батареи, что требует периодической калибровки для поддержания точности. Внутреннее сопротивление также влияет на этот метод, и ошибки становятся более значительными в состояниях высокой разрядки.

 

3. Объединение методов текущей интеграции и OCV

Для повышения точности часто объединяют методы текущей интеграции и OCV. Шаги для этого подхода следующие:

1. Используйте текущий метод интеграции для отслеживания зарядки и разрядки, получая SOC1.
2. Измерьте OCV и используйте соотношение SOC-OCV для расчета SOC2.
3. Объедините SOC1 и SOC2, чтобы получить окончательный SOC.

Формула такова:

СОК=k1⋅СОК1+k2⋅СОК2

гдеk1 и k2 — весовые коэффициенты, сумма которых равна 1. Выбор коэффициентов зависит от использования батареи, времени тестирования и точности. Обычно k1 больше для более длительных тестов заряда/разряда, а k2 больше для более точных измерений OCV.

Калибровка и коррекция необходимы для обеспечения точности при комбинировании методов, поскольку внутреннее сопротивление и температура также влияют на результаты.

 

Заключение

Текущий метод интеграции и метод OCV являются основными методами расчета SOC, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы. Сочетание обоих методов может повысить точность и надежность. Однако калибровка и коррекция необходимы для точного определения SOC.