Методы расчета SOC

Что такое СОК?

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

Для расчёта уровня заряда аккумулятора (SOC) используются два основных метода: метод интегрирования тока и метод напряжения холостого хода. Оба метода имеют свои преимущества и недостатки, и каждый из них вносит определённые погрешности. Поэтому на практике эти методы часто комбинируют для повышения точности.

 

1. Текущий метод интеграции

Текущий метод интегрирования рассчитывает уровень заряда (SOC) путем интегрирования токов заряда и разряда. Преимущество метода заключается в его простоте и отсутствии необходимости калибровки. Процесс расчета следующий:

1. Запишите уровень заряда в начале зарядки или разрядки.
2. Измерьте ток во время зарядки и разрядки.
3. Проинтегрируем 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 интегрирования имеет определённую погрешность. Более того, для достижения более точных результатов требуются более длительные периоды зарядки и разрядки.

 

2. Метод напряжения холостого хода

Метод измерения напряжения холостого хода (OCV) рассчитывает уровень заряда батареи путем измерения напряжения аккумулятора без нагрузки. Его главное преимущество — простота, поскольку он не требует измерения тока. Процесс расчета следующий:

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 аккумулятора, что требует периодической калибровки для поддержания точности. Внутреннее сопротивление также влияет на этот метод, и погрешности становятся более значительными при глубоком разряде.

 

3. Объединение методов текущей интеграции и OCV

Для повышения точности методы текущего интегрирования и OCV часто комбинируются. Этот подход включает следующие этапы:

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 аккумулятора, времени тестирования и точности. Как правило, k1 больше для более длительных испытаний на заряд/разряд, а k2 — для более точных измерений напряжения холостого хода.

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

 

Заключение

Метод текущей интеграции и метод OCV являются основными методами расчёта уровня заряда (SOC), каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Сочетание обоих методов может повысить точность и надёжность. Однако для точного определения уровня заряда необходимы калибровка и коррекция.