Mètodes de càlcul del 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, generalment expressada com a percentatge. Calcular amb precisió l'SOC és crucial en unSistema 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 que s'utilitzen 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 desavantatges, 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 de corrent calcula el SOC integrant els corrents de càrrega i descàrrega. El seu avantatge rau en la seva simplicitat, ja que no requereix calibratge. Els passos són els següents:

1. Registra el SOC a l'inici de la càrrega o descàrrega.
2. Mesura 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.

Cal 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 de càrrega i descàrrega més llargs per aconseguir resultats més precisos.

 

2. Mètode de voltatge en circuit obert

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

1. Establiu la relació entre el SOC i l'OCV basant-vos en el model de bateria i les dades del fabricant.
2. Mesura l'OCV de la bateria.
3. Calcula el SOC utilitzant la relació SOC-OCV.

Cal tenir en compte que la corba SOC-OCV canvia amb l'ús i la vida útil de la bateria, cosa que requereix una calibració periòdica per mantenir la precisió. La resistència interna també afecta aquest mètode i els errors són més significatius en estats de descàrrega elevats.

 

3. Combinació de mètodes d'integració actual i OCV

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

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

La fórmula és:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

onk1 i k2 són coeficients de ponderació 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 OCV més precises.

Cal calibratge i correcció 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 principals tècniques per al càlcul del SOC, cadascuna amb els seus propis avantatges i inconvenients. 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.