Mètodes de càlcul SOC

Què és el SOC?

L'estat de càrrega (SOC) d'una bateria és la relació entre la càrrega actual disponible i la capacitat de càrrega total, normalment expressada com a percentatge. Calcular amb precisió el SOC és crucial en aSistema de gestió de bateries (BMS)ja que ajuda a determinar l'energia restant, gestionar l'ús de la bateria icontrolar els processos de càrrega i descàrrega, allargant així la vida útil de la bateria.

Els dos mètodes principals utilitzats per calcular el SOC són el mètode d'integració de corrent i el mètode de tensió de circuit obert. Tots dos tenen els seus avantatges i inconvenients, i cadascun introdueix certs errors. Per tant, en aplicacions pràctiques, aquests mètodes sovint es combinen per millorar la precisió.

 

1. Mètode d'integració actual

El mètode d'integració actual calcula el SOC integrant els corrents de càrrega i descàrrega. El seu avantatge rau en la seva senzillesa, no requereix calibratge. Els passos són els següents:

1. Enregistreu el SOC a l'inici de la càrrega o descàrrega.
2. Mesureu el corrent durant la càrrega i la descàrrega.
3. Integra el corrent per trobar el canvi de càrrega.
4. Calcula el SOC actual utilitzant el SOC inicial i el canvi de càrrega.

La fórmula és:

SOC=SOC inicial+Q∫(I⋅dt)​

onI és el corrent, Q és la capacitat de la bateria i dt és l'interval de temps.

És important tenir en compte que, a causa de la resistència interna i altres factors, el mètode d'integració actual té un cert grau d'error. A més, requereix períodes més llargs de càrrega i descàrrega per aconseguir resultats més precisos.

 

2. Mètode de voltatge de circuit obert

El mètode de tensió de circuit obert (OCV) calcula el SOC mesurant la tensió de la bateria quan no hi ha càrrega. La seva senzillesa és el seu principal avantatge ja que no requereix mesura de corrent. Els passos són:

1. Establiu la relació entre SOC i OCV a partir del model de bateria i les dades del fabricant.
2. Mesureu l'OCV de la bateria.
3. Calcula el SOC mitjançant la relació SOC-OCV.

Tingueu en compte que la corba SOC-OCV canvia amb l'ús i la vida útil de la bateria, la qual cosa requereix un calibratge periòdic per mantenir la precisió. La resistència interna també afecta aquest mètode, i els errors són més significatius en estats de descàrrega elevada.

 

3. Combinant la integració actual i els mètodes OCV

Per millorar la precisió, sovint es combinen els mètodes actuals d'integració i OCV. Els passos per a aquest enfocament són:

1. Utilitzeu el mètode d'integració actual per fer un seguiment de la càrrega i descàrrega, obtenint SOC1.
2. Mesureu l'OCV i utilitzeu la relació SOC-OCV per calcular SOC2.
3. Combina SOC1 i SOC2 per obtenir el SOC final.

La fórmula és:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

onk1 i k2 són coeficients de pes que sumen 1. L'elecció dels coeficients depèn de l'ús de la bateria, el temps de prova i la precisió. Normalment, k1 és més gran per a proves de càrrega/descàrrega més llargues i k2 és més gran per a mesures d'OCV més precises.

Cal calibrar i corregir per garantir la precisió en combinar mètodes, ja que la resistència interna i la temperatura també afecten els resultats.

 

Conclusió

El mètode d'integració actual i el mètode OCV són les tècniques principals per al càlcul de SOC, cadascuna amb els seus pros i contres. La combinació d'ambdós mètodes pot millorar la precisió i la fiabilitat. Tanmateix, el calibratge i la correcció són essencials per a una determinació precisa del SOC.