SOC-beregningsmetoder

Hvad er SOC?

Et batteris ladetilstand (SOC) er forholdet mellem den aktuelle tilgængelige opladning og den samlede ladekapacitet, normalt udtrykt som en procentdel. Nøjagtig beregning af SOC er afgørende i enBatteristyringssystem (BMS)da det hjælper med at bestemme den resterende energi, styre batteriforbruget ogkontrol af opladnings- og afladningsprocesserog dermed forlænge batteriets levetid.

De to primære metoder, der bruges til at beregne SOC, er strømintegrationsmetoden og åbenkredsspændingsmetoden. Begge har deres fordele og ulemper, og hver især introducerer visse fejl. Derfor kombineres disse metoder ofte i praktiske anvendelser for at forbedre nøjagtigheden.

 

1. Nuværende integrationsmetode

Strømintegrationsmetode beregner SOC ved at integrere lade- og afladningsstrømmene. Dens fordel ligger i dens enkelhed, da den ikke kræver kalibrering. Trinene er som følger:

1. Registrer SOC'en ved starten af ​​opladning eller afladning.
2. Mål strømmen under opladning og afladning.
3. Integrer strømmen for at finde ændringen i ladning.
4. Beregn den aktuelle SOC ved hjælp af den oprindelige SOC og ladningsændringen.

Formlen er:

SOC=initial SOC+Q∫(I⋅dt)

hvorI er strømmen, Q er batterikapaciteten, og dt er tidsintervallet.

Det er vigtigt at bemærke, at den nuværende integrationsmetode har en vis fejlgrad på grund af intern modstand og andre faktorer. Desuden kræver den længere opladnings- og afladningsperioder for at opnå mere præcise resultater.

 

2. Metode med åben kredsløbsspænding

Metoden med åben kredsløbsspænding (OCV) beregner SOC ved at måle batteriets spænding, når der ikke er nogen belastning. Dens enkelhed er dens største fordel, da den ikke kræver strømmåling. Trinene er:

1. Etabler forholdet mellem SOC og OCV baseret på batterimodellen og producentens data.
2. Mål batteriets OCV.
3. Beregn SOC ved hjælp af SOC-OCV-forholdet.

Bemærk, at SOC-OCV-kurven ændrer sig med batteriets brug og levetid, hvilket kræver periodisk kalibrering for at opretholde nøjagtigheden. Intern modstand påvirker også denne metode, og fejl er mere betydelige ved høje afladningstilstande.

 

3. Kombination af nuværende integration og OCV-metoder

For at forbedre nøjagtigheden kombineres de nuværende integrations- og OCV-metoder ofte. Trinene i denne tilgang er:

1. Brug den nuværende integrationsmetode til at spore opladning og afladning, og opnå SOC1.
2. Mål OCV og brug SOC-OCV-forholdet til at beregne SOC2.
3. Kombiner SOC1 og SOC2 for at få den endelige SOC.

Formlen er:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

hvork1 og k2 er vægtkoefficienter, der summerer til 1. Valget af koefficienter afhænger af batteriforbrug, testtid og nøjagtighed. Typisk er k1 større for længere opladnings-/afladningstest, og k2 er større for mere præcise OCV-målinger.

Kalibrering og korrektion er nødvendig for at sikre nøjagtighed ved kombination af metoder, da intern modstand og temperatur også påvirker resultaterne.

 

Konklusion

Den nuværende integrationsmetode og OCV-metoden er de primære teknikker til SOC-beregning, hver med sine egne fordele og ulemper. Kombination af begge metoder kan forbedre nøjagtighed og pålidelighed. Kalibrering og korrektion er dog afgørende for præcis SOC-bestemmelse.