SOC-beräkningsmetoder

Vad är SOC?

Ett batteris laddningstillstånd (SOC) är förhållandet mellan den aktuella tillgängliga laddningen och den totala laddningskapaciteten, vanligtvis uttryckt som en procentandel. Att korrekt beräkna SOC är avgörande för enBatterihanteringssystem (BMS)eftersom det hjälper till att fastställa återstående energi, hantera batteriförbrukningen ochkontrollera laddnings- och urladdningsprocesseroch därmed förlänga batteriets livslängd.

De två huvudsakliga metoderna som används för att beräkna SOC är strömintegrationsmetoden och öppen kretsspänningsmetoden. Båda har sina fördelar och nackdelar, och var och en introducerar vissa fel. Därför kombineras dessa metoder ofta i praktiska tillämpningar för att förbättra noggrannheten.

 

1. Nuvarande integrationsmetod

Strömintegrationsmetoden beräknar SOC genom att integrera laddnings- och urladdningsströmmarna. Dess fördel ligger i dess enkelhet, att den inte kräver kalibrering. Stegen är följande:

1. Registrera SOC vid början av laddning eller urladdning.
2. Mät strömmen under laddning och urladdning.
3. Integrera strömmen för att hitta laddningsförändringen.
4. Beräkna den aktuella SOC med hjälp av den initiala SOC och laddningsförändringen.

Formeln är:

SOC=initial SOC+Q∫(I⋅dt)

därI är strömmen, Q är batterikapaciteten och dt är tidsintervallet.

Det är viktigt att notera att den nuvarande integrationsmetoden har en viss felgrad på grund av intern resistans och andra faktorer. Dessutom kräver den längre perioder av laddning och urladdning för att uppnå mer exakta resultat.

 

2. Metod för tomgångsspänning

Metoden med öppen kretsspänning (OCV) beräknar SOC genom att mäta batteriets spänning när det inte finns någon belastning. Dess enkelhet är dess största fördel eftersom den inte kräver strömmätning. Stegen är:

1. Fastställ sambandet mellan SOC och OCV baserat på batterimodellen och tillverkarens data.
2. Mät batteriets OCV.
3. Beräkna SOC med hjälp av SOC-OCV-förhållandet.

Observera att SOC-OCV-kurvan ändras med batteriets användning och livslängd, vilket kräver regelbunden kalibrering för att bibehålla noggrannheten. Intern resistans påverkar också denna metod, och felen är mer betydande vid höga urladdningstillstånd.

 

3. Kombination av nuvarande integration och OCV-metoder

För att förbättra noggrannheten kombineras ofta de nuvarande integrations- och OCV-metoderna. Stegen för denna metod är:

1. Använd strömintegrationsmetoden för att spåra laddning och urladdning och erhåll SOC1.
2. Mät OCV och använd SOC-OCV-förhållandet för att beräkna SOC2.
3. Kombinera SOC1 och SOC2 för att få den slutliga SOC:n.

Formeln är:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

därk1 och k2 är viktkoefficienter som summerar till 1. Valet av koefficienter beror på batterianvändning, testtid och noggrannhet. Vanligtvis är k1 större för längre laddnings-/urladdningstester, och k2 är större för mer exakta OCV-mätningar.

Kalibrering och korrigering behövs för att säkerställa noggrannhet vid kombination av metoder, eftersom intern resistans och temperatur också påverkar resultaten.

 

Slutsats

Den nuvarande integrationsmetoden och OCV-metoden är de primära teknikerna för SOC-beräkning, var och en med sina egna för- och nackdelar. Att kombinera båda metoderna kan förbättra noggrannhet och tillförlitlighet. Kalibrering och korrigering är dock avgörande för exakt SOC-bestämning.