SOC-laskentamenetelmät

Mikä on SOC?

Akun varaustila (SOC) on käytettävissä olevan varauksen suhde akun kokonaisvarauskapasiteettiin, joka yleensä ilmaistaan ​​prosentteina. Varaustilan tarkka laskeminen on ratkaisevan tärkeääAkkuhallintajärjestelmä (BMS)koska se auttaa määrittämään jäljellä olevan energian, hallitsemaan akun käyttöä jaohjaa lataus- ja purkausprosesseja, mikä pidentää akun käyttöikää.

Kaksi tärkeintä SOC-menetelmää ovat virran integrointimenetelmä ja avoimen piirin jännitemenetelmä. Molemmilla on omat etunsa ja haittansa, ja kumpikin aiheuttaa tiettyjä virheitä. Siksi käytännön sovelluksissa näitä menetelmiä usein yhdistetään tarkkuuden parantamiseksi.

 

1. Nykyinen integrointimenetelmä

Nykyinen integrointimenetelmä laskee varauskapasiteetin (SOC) integroimalla lataus- ja purkausvirrat. Sen etuna on yksinkertaisuus, eikä se vaadi kalibrointia. Toimenpiteet ovat seuraavat:

1. Kirjaa akun varaustila ylös latauksen tai purkauksen alussa.
2. Mittaa virtaa latauksen ja purkauksen aikana.
3. Integroi virta löytääksesi varauksen muutoksen.
4. Laske nykyinen varauskapasiteetti käyttämällä alkuperäistä varauskapasiteettia ja varausmuutosta.

Kaava on:

SOC=alkuperäinen SOC+Q∫(I⋅dt)

jossaI on virta, Q on akun kapasiteetti ja dt on aikaväli.

On tärkeää huomata, että sisäisen resistanssin ja muiden tekijöiden vuoksi nykyisessä integrointimenetelmässä on jonkin verran virhettä. Lisäksi se vaatii pidempiä lataus- ja purkausaikoja tarkempien tulosten saavuttamiseksi.

 

2. Avoimen piirin jännitemenetelmä

Avoimen piirin jännitteen (OCV) menetelmässä akun varaustila lasketaan mittaamalla akun jännite kuormittamattomana. Menetelmän yksinkertaisuus on sen tärkein etu, koska se ei vaadi virran mittaamista. Menetelmän vaiheet ovat:

1. Määritä varaustilan ja avoimen jännitteen välinen suhde akun mallin ja valmistajan tietojen perusteella.
2. Mittaa akun OCV-arvo.
3. Laske SOC käyttämällä SOC-OCV-suhdetta.

Huomaa, että SOC-OCV-käyrä muuttuu akun käytön ja käyttöiän mukaan, joten tarkkuuden ylläpitämiseksi tarvitaan säännöllistä kalibrointia. Myös sisäinen resistanssi vaikuttaa tähän menetelmään, ja virheet ovat merkittävämpiä korkeissa purkaustiloissa.

 

3. Nykyisen integroinnin ja OCV-menetelmien yhdistäminen

Tarkkuuden parantamiseksi nykyisiä integrointi- ja OCV-menetelmiä yhdistetään usein. Tämän lähestymistavan vaiheet ovat:

1. Käytä virran integrointimenetelmää latauksen ja purkauksen seuraamiseen ja hanki SOC1.
2. Mittaa OCV ja käytä SOC-OCV-suhdetta SOC2:n laskemiseen.
3. Yhdistä SOC1 ja SOC2 saadaksesi lopullisen SOC:n.

Kaava on:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

jossak1 ja k2 ovat painotuskertoimia, joiden summa on 1. Kertoimien valinta riippuu akun käytöstä, testausajasta ja tarkkuudesta. Tyypillisesti k1 on suurempi pidempiä lataus-/purkutestejä varten ja k2 on suurempi tarkempia OCV-mittauksia varten.

Kalibrointia ja korjausta tarvitaan menetelmiä yhdistettäessä tarkkuuden varmistamiseksi, koska sisäinen vastus ja lämpötila vaikuttavat myös tuloksiin.

 

Johtopäätös

Nykyinen integrointimenetelmä ja OCV-menetelmä ovat ensisijaisia ​​tekniikoita SOC-laskelmassa, ja molemmilla on omat hyvät ja huonot puolensa. Molempien menetelmien yhdistäminen voi parantaa tarkkuutta ja luotettavuutta. Kalibrointi ja korjaus ovat kuitenkin välttämättömiä tarkan SOC-määrityksen kannalta.