วิธีการคำนวณ SOC

SOC คืออะไร?

สถานะการชาร์จของแบตเตอรี่ (SOC) คืออัตราส่วนของประจุปัจจุบันที่มีต่อความจุการชาร์จทั้งหมดซึ่งมักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ การคำนวณ SOC อย่างแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญในไฟล์ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS)มันช่วยในการกำหนดพลังงานที่เหลือจัดการการใช้แบตเตอรี่และกระบวนการควบคุมการชาร์จและการปลดปล่อยจึงยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

สองวิธีหลักที่ใช้ในการคำนวณ SOC คือวิธีการรวมปัจจุบันและวิธีการแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด ทั้งสองมีข้อดีและข้อเสียของพวกเขาและแต่ละคนแนะนำข้อผิดพลาดบางอย่าง ดังนั้นในการใช้งานจริงวิธีการเหล่านี้มักจะรวมกันเพื่อปรับปรุงความแม่นยำ

 

1. วิธีการรวมปัจจุบัน

วิธีการรวมปัจจุบันคำนวณ SOC โดยการรวมค่าชาร์จและกระแสปล่อย ข้อได้เปรียบของมันอยู่ในความเรียบง่ายไม่ต้องใช้การสอบเทียบ ขั้นตอนมีดังนี้:

1. บันทึก SOC ในช่วงเริ่มต้นของการชาร์จหรือการปลดปล่อย
2. วัดกระแสในระหว่างการชาร์จและการปลดปล่อย
3. รวมปัจจุบันเพื่อค้นหาการเปลี่ยนแปลงที่รับผิดชอบ
4. คำนวณ SOC ปัจจุบันโดยใช้ SOC เริ่มต้นและการเปลี่ยนแปลงค่าใช้จ่าย

สูตรคือ:

SOC = เริ่มต้น SOC+Q∫ (i⋅dt)

ที่ไหนฉันเป็นปัจจุบัน Q คือความจุของแบตเตอรี่และ DT เป็นช่วงเวลา

เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าเนื่องจากความต้านทานภายในและปัจจัยอื่น ๆ วิธีการรวมปัจจุบันมีระดับของข้อผิดพลาด ยิ่งไปกว่านั้นมันต้องใช้เวลานานกว่าในการชาร์จและการปลดปล่อยเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น

 

2. วิธีการแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด

วิธีการเปิดวงจรไฟฟ้า (OCV) คำนวณ SOC โดยการวัดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เมื่อไม่มีโหลด ความเรียบง่ายของมันคือข้อได้เปรียบหลักเนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีการวัดในปัจจุบัน ขั้นตอนคือ:

1. สร้างความสัมพันธ์ระหว่าง SOC และ OCV ตามรุ่นแบตเตอรี่และข้อมูลผู้ผลิต
2. วัด OCV ของแบตเตอรี่
3. คำนวณ SOC โดยใช้ความสัมพันธ์ SOC-OCV

โปรดทราบว่าเส้นโค้ง SOC-OCV เปลี่ยนแปลงไปตามการใช้งานและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ซึ่งต้องใช้การสอบเทียบเป็นระยะเพื่อรักษาความแม่นยำ ความต้านทานภายในยังส่งผลกระทบต่อวิธีนี้และข้อผิดพลาดมีความสำคัญมากขึ้นในสถานะการปล่อยสูง

 

3. การรวมวิธีการรวมปัจจุบันและวิธี OCV

เพื่อปรับปรุงความแม่นยำวิธีการรวมและ OCV ในปัจจุบันมักจะรวมกัน ขั้นตอนสำหรับวิธีการนี้คือ:

1. ใช้วิธีการรวมปัจจุบันเพื่อติดตามการชาร์จและการปลดปล่อยโดยได้รับ SOC1
2. วัด OCV และใช้ความสัมพันธ์ SOC-OCV เพื่อคำนวณ SOC2
3. รวม SOC1 และ SOC2 เพื่อรับ SOC สุดท้าย

สูตรคือ:

SOC = K1⋅SOC1+K2⋅SOC2

ที่ไหนK1 และ K2 เป็นค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนักรวมถึง 1 ตัวเลือกของค่าสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับการใช้แบตเตอรี่เวลาทดสอบและความแม่นยำ โดยทั่วไปแล้ว K1 จะมีขนาดใหญ่กว่าสำหรับการทดสอบการชาร์จ/คายประจุนานขึ้นและ K2 มีขนาดใหญ่กว่าสำหรับการวัด OCV ที่แม่นยำยิ่งขึ้น

การสอบเทียบและการแก้ไขเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำเมื่อรวมวิธีการเนื่องจากความต้านทานภายในและอุณหภูมิยังส่งผลกระทบต่อผลลัพธ์

 

บทสรุป

วิธีการรวมปัจจุบันและวิธี OCV เป็นเทคนิคหลักสำหรับการคำนวณ SOC แต่ละรายการมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง การรวมทั้งสองวิธีสามารถเพิ่มความแม่นยำและความน่าเชื่อถือ อย่างไรก็ตามการสอบเทียบและการแก้ไขเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการกำหนด SOC ที่แม่นยำ