SOC-beregningsmetoder

Hva er SOC?

Et batteris ladetilstand (SOC) er forholdet mellom gjeldende ladning og den totale ladekapasiteten, vanligvis uttrykt i prosent. Nøyaktig beregning av SOC er avgjørende i enBatteristyringssystem (BMS)da det hjelper å bestemme gjenværende energi, administrere batteribruk ogkontrollere lade- og utladingsprosesser, og dermed forlenge batteriets levetid.

De to hovedmetodene som brukes for å beregne SOC er gjeldende integrasjonsmetoden og åpen kretsspenningsmetoden. Begge har sine fordeler og ulemper, og hver introduserer visse feil. Derfor, i praktiske applikasjoner, kombineres disse metodene ofte for å forbedre nøyaktigheten.

 

1. Gjeldende integrasjonsmetode

Strømintegrasjonsmetoden beregner SOC ved å integrere lade- og utladningsstrømmene. Fordelen ligger i dens enkelhet, som ikke krever kalibrering. Trinnene er som følger:

1. Registrer SOC ved starten av lading eller utlading.
2. Mål strømmen under lading og utlading.
3. Integrer strømmen for å finne endringen i belastningen.
4. Beregn gjeldende SOC ved å bruke den første SOC og ladeendringen.

Formelen er:

SOC=initiell SOC+Q∫(I⋅dt)​

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

Det er viktig å merke seg at på grunn av intern motstand og andre faktorer, har den nåværende integrasjonsmetoden en grad av feil. Dessuten krever det lengre perioder med lading og utlading for å oppnå mer nøyaktige resultater.

 

2. Åpen kretsspenningsmetode

Open-circuit voltage (OCV) metoden beregner SOC ved å måle batteriets spenning når det ikke er last. Dens enkelhet er dens største fordel siden den ikke krever strømmåling. Fremgangsmåten er:

1. Etabler forholdet mellom SOC og OCV basert på batterimodellen og produsentens data.
2. Mål batteriets OCV.
3. Beregn SOC ved å bruke SOC-OCV-forholdet.

Merk at SOC-OCV-kurven endres med batteriets bruk og levetid, og krever periodisk kalibrering for å opprettholde nøyaktigheten. Intern motstand påvirker også denne metoden, og feil er mer signifikante ved høye utladningstilstander.

 

3. Kombinere gjeldende integrasjon og OCV-metoder

For å forbedre nøyaktigheten kombineres ofte dagens integrasjons- og OCV-metoder. Trinnene for denne tilnærmingen er:

1. Bruk gjeldende integrasjonsmetode for å spore lading og utlading, og oppnå SOC1.
2. Mål OCV og bruk SOC-OCV forholdet til å beregne SOC2.
3. Kombiner SOC1 og SOC2 for å få den endelige SOC.

Formelen er:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

hvork1 og k2 er vektkoeffisienter som summeres til 1. Valget av koeffisienter avhenger av batteribruk, testtid og nøyaktighet. Vanligvis er k1 større for lengre ladnings-/utladningstester, og k2 er større for mer presise OCV-målinger.

Kalibrering og korreksjon er nødvendig for å sikre nøyaktighet ved kombinasjon av metoder, ettersom intern motstand og temperatur også påvirker resultatene.

 

Konklusjon

Den nåværende integrasjonsmetoden og OCV-metoden er de primære teknikkene for SOC-beregning, hver med sine egne fordeler og ulemper. Å kombinere begge metodene kan øke nøyaktigheten og påliteligheten. Imidlertid er kalibrering og korreksjon avgjørende for nøyaktig SOC-bestemmelse.