Aðferðir til að reikna út SOC

Hvað er SOC?

Hleðsluástand rafhlöðu (e. State of Charge (SOC)) er hlutfall núverandi hleðslu af heildarhleðslugetu, venjulega gefið upp sem prósenta. Það er mikilvægt að reikna út SOC nákvæmlega í ...Rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS)þar sem það hjálpar til við að ákvarða orkunotkunina sem eftir er, stjórna rafhlöðunotkun ogstjórna hleðslu- og afhleðsluferlumog lengir þannig líftíma rafhlöðunnar.

Helstu aðferðirnar tvær sem notaðar eru til að reikna út SOC eru straumsamþættingaraðferðin og spennuaðferðin í opnu hringrás. Báðar aðferðirnar hafa sína kosti og galla og hvor um sig veldur ákveðnum villum. Þess vegna eru þessar aðferðir oft sameinaðar í hagnýtum forritum til að bæta nákvæmni.

 

1. Núverandi samþættingaraðferð

Straumsamþættingaraðferðin reiknar út SOC með því að samþætta hleðslu- og útskriftarstraumana. Kosturinn við hana er einfaldleikinn, þar sem hún krefst ekki kvörðunar. Skrefin eru sem hér segir:

1. Skráðu SOC við upphaf hleðslu eða afhleðslu.
2. Mælið strauminn við hleðslu og afhleðslu.
3. Samþættið strauminn til að finna breytinguna á hleðslu.
4. Reiknið núverandi SOC með því að nota upphaflega SOC og hleðslubreytinguna.

Formúlan er:

SOC = upphafleg SOC + Q∫(I⋅dt)

hvarI er straumurinn, Q er afkastageta rafhlöðunnar og dt er tímabilið.

Mikilvægt er að hafa í huga að vegna innri viðnáms og annarra þátta hefur núverandi samþættingaraðferð ákveðið skekkjustig. Þar að auki þarf lengri hleðslu- og afhleðslutíma til að ná nákvæmari niðurstöðum.

 

2. Aðferð við opna spennu

Aðferðin með opnu spennukerfi (OCV) reiknar út SOC með því að mæla spennu rafhlöðunnar þegar hún er án álags. Einfaldleiki hennar er helsti kosturinn þar sem hún krefst ekki straummælinga. Skrefin eru:

1. Ákvarðið tengslin milli SOC og OCV út frá rafhlöðugerðinni og gögnum framleiðanda.
2. Mælið OCV rafhlöðunnar.
3. Reiknið SOC með því að nota SOC-OCV sambandið.

Athugið að SOC-OCV ferillinn breytist með notkun og líftíma rafhlöðunnar, sem krefst reglulegrar kvörðunar til að viðhalda nákvæmni. Innri viðnám hefur einnig áhrif á þessa aðferð og villur eru meiri við mikla útskrift.

 

3. Að sameina núverandi samþættingu og OCV aðferðir

Til að bæta nákvæmni eru núverandi aðferðir við samþættingu og OCV oft sameinaðar. Skrefin í þessari aðferð eru:

1. Notið straumsamþættingaraðferðina til að rekja hleðslu og afhleðslu og fáið SOC1.
2. Mælið OCV og notið SOC-OCV sambandið til að reikna út SOC2.
3. Sameinið SOC1 og SOC2 til að fá loka SOC.

Formúlan er:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

hvark1 og k2 eru þyngdarstuðlar sem summa sig upp í 1. Val á stuðlum fer eftir notkun rafhlöðunnar, prófunartíma og nákvæmni. Venjulega er k1 stærra fyrir lengri hleðslu-/afhleðsluprófanir og k2 er stærra fyrir nákvæmari mælingar á opnanlegu hitastigi (OCV).

Kvörðun og leiðréttingar eru nauðsynlegar til að tryggja nákvæmni þegar aðferðir eru sameinaðar, þar sem innri viðnám og hitastig hafa einnig áhrif á niðurstöður.

 

Niðurstaða

Núverandi samþættingaraðferð og OCV-aðferð eru helstu aðferðirnar við útreikning á SOC, hvor með sína kosti og galla. Að sameina báðar aðferðirnar getur aukið nákvæmni og áreiðanleika. Hins vegar eru kvörðun og leiðrétting nauðsynleg fyrir nákvæma ákvörðun SOC.