Metody výpočtu obsahu organického uhlíku (SOC)

Co je SOC?

Stav nabití baterie (SOC) je poměr aktuálního dostupného náboje k celkové nabíjecí kapacitě, obvykle vyjádřený v procentech. Přesný výpočet SOC je klíčový vSystém správy baterií (BMS)protože pomáhá určit zbývající energii, spravovat spotřebu baterie ařízení procesů nabíjení a vybíjení, čímž se prodlužuje životnost baterie.

Dvě hlavní metody používané k výpočtu stavu nabití (SOC) jsou metoda integrace proudu a metoda napětí naprázdno. Obě mají své výhody a nevýhody a každá z nich přináší určité chyby. Proto se v praktických aplikacích tyto metody často kombinují pro zvýšení přesnosti.

 

1. Metoda aktuální integrace

Metoda integrace proudu vypočítává stav nabití (SOC) integrací nabíjecích a vybíjecích proudů. Její výhodou je jednoduchost a nevyžaduje kalibraci. Postup je následující:

1. Zaznamenejte stav nabití (SOC) na začátku nabíjení nebo vybíjení.
2. Změřte proud během nabíjení a vybíjení.
3. Integrujte proud, abyste zjistili změnu náboje.
4. Vypočítejte aktuální stav nabití (SOC) s využitím počátečního stavu nabití a změny náboje.

Vzorec je:

SOC=počáteční SOC+Q∫(I⋅dt)​

kdeI je proud, Q je kapacita baterie a dt je časový interval.

Je důležité si uvědomit, že kvůli vnitřnímu odporu a dalším faktorům má současná metoda integrace určitou míru chyby. Navíc vyžaduje delší doby nabíjení a vybíjení pro dosažení přesnějších výsledků.

 

2. Metoda napětí naprázdno

Metoda měření napětí naprázdno (OCV) vypočítává stav nabití (SOC) měřením napětí baterie bez zátěže. Její hlavní výhodou je jednoduchost, protože nevyžaduje měření proudu. Postup je následující:

1. Na základě modelu baterie a údajů výrobce stanovte vztah mezi stavem nabití (SOC) a teplotou přetížení (OCV).
2. Změřte napětí (OCV) baterie.
3. Vypočítejte SOC pomocí vztahu SOC-OCV.

Všimněte si, že křivka SOC-OCV se mění s používáním a životností baterie, což vyžaduje pravidelnou kalibraci pro udržení přesnosti. Tuto metodu ovlivňuje také vnitřní odpor a chyby jsou významnější při stavech vysokého vybití.

 

3. Kombinace metod proudové integrace a OCV

Pro zlepšení přesnosti se současná integrační metoda a metoda OCV často kombinují. Kroky tohoto přístupu jsou:

1. Použijte metodu integrace proudu ke sledování nabíjení a vybíjení a získejte SOC1.
2. Změřte OCV a použijte vztah SOC-OCV k výpočtu SOC2.
3. Spojením SOC1 a SOC2 získáte finální SOC.

Vzorec je:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

kdek1 a k2 jsou váhové koeficienty, jejichž součet je 1. Volba koeficientů závisí na využití baterie, době testování a přesnosti. Obvykle je k1 větší pro delší testy nabíjení/vybíjení a k2 je větší pro přesnější měření OCV.

Kalibrace a korekce jsou nutné pro zajištění přesnosti při kombinování metod, protože vnitřní odpor a teplota také ovlivňují výsledky.

 

Závěr

Současná integrační metoda a metoda OCV jsou primárními technikami pro výpočet SOC, každá s vlastními výhodami a nevýhodami. Kombinace obou metod může zvýšit přesnost a spolehlivost. Kalibrace a korekce jsou však nezbytné pro přesné stanovení SOC.