SOC-berekeningsmethoden

Wat is SOC?

De laadtoestand (SOC) van een accu is de verhouding tussen de beschikbare lading en de totale laadcapaciteit, meestal uitgedrukt als percentage. Het nauwkeurig berekenen van de SOC is cruciaal in eenBatterijbeheersysteem (BMS)omdat het helpt bij het bepalen van de resterende energie, het beheren van het batterijgebruik encontrole over laad- en ontlaadprocessen, waardoor de levensduur van de batterij wordt verlengd.

De twee belangrijkste methoden voor het berekenen van de SOC zijn de stroomintegratiemethode en de open-circuitspanningsmethode. Beide hebben hun voor- en nadelen en introduceren 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 laad- en ontlaadstromen te integreren. Het voordeel hiervan is de eenvoud, omdat er geen kalibratie nodig is. De stappen zijn als volgt:

1. Registreer de SOC aan het begin van het opladen of ontladen.
2. Meet de stroomsterkte tijdens het laden en ontladen.
3. Integreer de stroomsterkte om de verandering in lading te vinden.
4. Bereken de huidige SOC op basis van de oorspronkelijke SOC en de ladingswijziging.

De formule is:

SOC=initiële SOC+Q∫(I⋅dt)​

waarI is de stroom, Q is de batterijcapaciteit en dt is het tijdsinterval.

Het is belangrijk om te weten dat de huidige integratiemethode, vanwege interne weerstand en andere factoren, een zekere foutmarge heeft. Bovendien vereist het langere laad- en ontlaadtijden om nauwkeurigere resultaten te verkrijgen.

 

2. Open-circuit spanningsmethode

De open circuit voltage (OCV)-methode berekent de SOC door de spanning van de batterij te meten wanneer deze onbelast is. De eenvoud is het grootste voordeel, omdat er geen stroommeting nodig is. De stappen zijn:

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

Houd er rekening mee dat de SOC-OCV-curve verandert met het gebruik en de levensduur van de batterij, waardoor periodieke kalibratie vereist is om de nauwkeurigheid te behouden. Interne weerstand beïnvloedt deze methode ook, en fouten zijn groter bij hoge ontladingstoestanden.

 

3. Het combineren 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 laden en ontladen te volgen en SOC1 te verkrijgen.
2. Meet de OCV en gebruik de SOC-OCV-relatie om SOC2 te berekenen.
3. Combineer SOC1 en SOC2 om het uiteindelijke SOC te krijgen.

De formule is:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

waark1 en k2 zijn gewichtscoëfficiënten die optellen tot 1. De keuze van de coëfficiënten hangt af van het batterijgebruik, de testduur en de nauwkeurigheid. K1 is doorgaans groter voor langere laad-/ontlaadtests en k2 is groter voor nauwkeurigere 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 zijn op de resultaten.

 

Conclusie

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