Mètodes de càlcul de SOC

Què és SOC?

L’estat de càrrega d’una bateria (SOC) és la relació de la càrrega actual disponible per a la capacitat de càrrega total, normalment expressada en percentatge. Calcular amb precisió el SOC és crucial en unSistema de gestió de bateries (BMS)A mesura que ajuda a determinar l’energia restant, a gestionar l’ús de la bateria iControlar els processos de càrrega i descàrrega, ampliant així la vida de la bateria.

Els dos mètodes principals utilitzats per calcular SOC són el mètode d'integració actual 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 actual calcula el SOC integrant els corrents de càrrega i descàrrega. El seu avantatge rau en la seva simplicitat, no requereix calibració. Els passos són els següents:

1. Registra el SOC a l’inici de la càrrega o la descàrrega.
2. Mesureu el corrent durant la càrrega i la descàrrega.
3. Integreu el corrent per trobar el canvi encarregat.
4. Calculeu el SOC actual mitjançant el SOC inicial i el canvi de càrrega.

La fórmula és:

SOC = inicial SOC+Q∫ (i⋅dt)

onI és el corrent, Q és la capacitat de la bateria i la 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 grau d’error. A més, requereix períodes de càrrega i descàrrega més llargs per obtenir resultats més precisos.

 

2 Mètode de tensió 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 avantatge principal, ja que no requereix la mesura de corrent. Els passos són:

1. Establiu la relació entre SOC i OCV en funció del model de bateria i de les dades del fabricant.
2. Mesureu l’OCV de la bateria.
3. Calculeu el SOC mitjançant la relació SOC-OCV.

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

 

3. Combinant els mètodes d'integració i OCV actuals

Per millorar la precisió, sovint es combinen els mètodes d'integració i OCV actuals. 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 SOC1.
2. Mesureu l’OCV i utilitzeu la relació SOC-OCV per calcular SOC2.
3. Combina SOC1 i SOC2 per aconseguir 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.

Calibració i correcció són necessàries per assegurar la precisió a l’hora de 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 propis avantatges i contres. Combinar els dos mètodes pot millorar la precisió i la fiabilitat. Tot i això, la calibració i la correcció són essencials per a una determinació precisa del SOC.