SOC-beregningsmetoder

Hva er SOC?

Et batteris ladetilstand (SOC) er forholdet mellom den tilgjengelige strømladningen og den totale ladekapasiteten, vanligvis uttrykt som en prosentandel. Nøyaktig beregning av SOC er avgjørende i enBatteristyringssystem (BMS)siden det hjelper med å bestemme gjenværende energi, administrere batteriforbruket ogkontrollere lade- og utladingsprosesser, og dermed forlenge batteriets levetid.

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

 

1. Gjeldende integrasjonsmetode

Strømintegrasjonsmetoden beregner SOC ved å integrere lade- og utladningsstrømmene. Fordelen ligger i enkelheten, at den 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 ladningsendringen.
4. Beregn gjeldende SOC ved å bruke den opprinnelige SOC og ladningsendringen.

Formelen er:

SOC=initial SOC+Q∫(I⋅dt)

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

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

 

2. Metode for åpen kretsspenning

Metoden med åpen kretsspenning (OCV) beregner SOC ved å måle batteriets spenning når det ikke er noen belastning. Enkelheten er den største fordelen, ettersom den ikke krever strømmåling. Trinnene er:

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

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

 

3. Kombinering av nåværende integrasjon og OCV-metoder

For å forbedre nøyaktigheten kombineres ofte de nåværende integrasjons- og OCV-metodene. Trinnene for denne tilnærmingen er:

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

Formelen er:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

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

Kalibrering og korrigering er nødvendig for å sikre nøyaktighet når man kombinerer 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 forbedre nøyaktighet og pålitelighet. Kalibrering og korreksjon er imidlertid avgjørende for presis SOC-bestemmelse.