Методы расчета SOC 

Что такое СОЦ?

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

Двумя основными методами, используемыми для расчета SOC, являются метод интегрирования тока и метод напряжения холостого хода. Оба имеют свои преимущества и недостатки, и каждый вносит определенные ошибки. Поэтому в практических приложениях эти методы часто комбинируют для повышения точности.

Текущий метод интеграции.

Метод текущей интеграции рассчитывает SOC путем интегрирования токов заряда и разряда. Его преимущество заключается в простоте и отсутствии необходимости калибровки. Шаги следующие:

1.Запишите SOC в начале зарядки или разрядки.

2.Измерьте ток во время зарядки и разрядки.

3.Интегрируйте ток, чтобы найти изменение заряда.

4.Рассчитайте текущий SOC, используя начальный SOC и изменение заряда.

Формула:

SOC=начальный SOC+Q∫(I⋅dt)​

гдеI — ток, Q — емкость аккумулятора, dt — временной интервал.
Важно отметить, что из-за внутреннего сопротивления и других факторов текущий метод интегрирования имеет некоторую погрешность. Более того, для достижения более точных результатов требуются более длительные периоды зарядки и разрядки.

Метод определения напряжения холостого хода.

Метод напряжения холостого хода (OCV) рассчитывает SOC путем измерения напряжения батареи при отсутствии нагрузки. Его главным преимуществом является простота, поскольку он не требует измерения тока. Шаги:

1.Установите связь между SOC и OCV на основе модели аккумулятора и данных производителя.

2.Измерьте OCV аккумулятора.

3.Рассчитайте SOC, используя соотношение SOC-OCV.

Обратите внимание, что кривая SOC-OCV меняется в зависимости от использования и срока службы батареи, поэтому для поддержания точности требуется периодическая калибровка. Внутреннее сопротивление также влияет на этот метод, и ошибки более значительны при высоких состояниях разряда.

Сочетание текущих методов интеграции и OCV.

Для повышения точности существующие методы интеграции и OCV часто комбинируются. Шаги для этого подхода:

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:

СОК=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

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 испытаний 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.