SOC -berekeningsmethoden

Wat is SOC?

De ladingstoestand van een batterij (SOC) is de verhouding tussen de huidige lading die beschikbaar is voor de totale ladingscapaciteit, meestal uitgedrukt als een percentage. Het nauwkeurig berekenen van de SOC is cruciaal in eenBatterijbeheersysteem (BMS)omdat het helpt om de resterende energie te bepalen, beheren het batterijgebruik encontrole- en ontlaadprocessen controleren, waardoor de levensduur van de batterij wordt verlengd.

De twee hoofdmethoden die worden gebruikt om SOC te berekenen, zijn de huidige integratiemethode en de open-circuitspanningsmethode. Beide hebben hun voor- en nadelen, en elk introduceert bepaalde fouten. Daarom worden deze methoden in praktische toepassingen vaak gecombineerd om de nauwkeurigheid te verbeteren.

 

1.. Huidige integratiemethode

De huidige integratiemethode berekent de SOC door de lading- en ontladingsstromen te integreren. Het voordeel ligt in zijn eenvoud en vereist geen kalibratie. De stappen zijn als volgt:

1. Noteer de SOC aan het begin van het opladen of ontladen.
2. Meet de stroom tijdens het opladen en ontladen.
3. Integreer de stroom om de verantwoordelijke wijziging te vinden.
4. Bereken de huidige SOC met behulp van de initiële SOC en de ladingswijziging.

De formule is:

Soc = initiële SOC+Q∫ (i⋅DT)

waarIk is de stroom, Q is de batterijcapaciteit en DT is het tijdsinterval.

Het is belangrijk op te merken dat vanwege interne weerstand en andere factoren de huidige integratiemethode een mate van fouten heeft. Bovendien vereist het langere perioden van opladen en ontladen om nauwkeurigere resultaten te bereiken.

 

2. Opencircuit-spanningsmethode

De methode Open-circuit spanning (OCV) berekent de SOC door de spanning van de batterij te meten wanneer er geen belasting is. De eenvoud is het belangrijkste voordeel, omdat het geen huidige meting vereist. De stappen zijn:

1. Bepaal de relatie tussen SOC en OCV op basis van het batterijmodel en de fabrikantengegevens.
2. Meet de OCV van de batterij.
3. Bereken de SOC met behulp van de SOC-OCV-relatie.

Merk op dat de SOC-OCV-curve verandert met het gebruik en de levensduur van de batterij, waardoor periodieke kalibratie nodig is om de nauwkeurigheid te behouden. Interne weerstand heeft ook invloed op deze methode en fouten zijn belangrijker bij hoge ontladingsstaten.

 

3. Combinatie van huidige integratie en OCV -methoden

Om de nauwkeurigheid te verbeteren, worden de huidige integratie en OCV -methoden vaak gecombineerd. De stappen voor deze aanpak zijn:

1. Gebruik de huidige integratiemethode om het opladen en ontladen bij te houden, waarbij SOC1 wordt verkregen.
2. Meet de OCV en gebruik de SOC-OCV-relatie om SOC2 te berekenen.
3. Combineer SOC1 en SOC2 om de laatste SOC te krijgen.

De formule is:

SOC = K1⋅SOC1+K2⋅SOC2

waarK1 en K2 zijn gewichtscoëfficiënten op het gebied van 1. De keuze van coëfficiënten is afhankelijk van batterijgebruik, testtijd en nauwkeurigheid. Meestal is K1 groter voor langere lading/ontladingstests en K2 is groter voor meer precieze OCV -metingen.

Kalibratie en correctie zijn nodig om de nauwkeurigheid te garanderen bij het combineren van methoden, omdat interne weerstand en temperatuur ook van invloed is op de resultaten.

 

Conclusie

De huidige integratiemethode en OCV -methode zijn de primaire technieken voor SOC -berekening, elk met zijn eigen voor- en nadelen. Het combineren van beide methoden kan de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid verbeteren. Kalibratie en correctie zijn echter essentieel voor nauwkeurige SOC -bepaling.