Métodos de cálculo do SOC

Que é o SOC?

O estado de carga (SOC) dunha batería é a relación entre a carga actual dispoñible e a capacidade de carga total, que se expresa normalmente como porcentaxe. Calcular con precisión o SOC é crucial nunSistema de xestión de baterías (BMS)xa que axuda a determinar a enerxía restante, xestionar o uso da batería econtrolar os procesos de carga e descarga, prolongando así a vida útil da batería.

Os dous métodos principais empregados para calcular o SOC son o método de integración de corrente e o método de tensión de circuíto aberto. Ambos teñen as súas vantaxes e desvantaxes, e cada un introduce certos erros. Polo tanto, en aplicacións prácticas, estes métodos adoitan combinarse para mellorar a precisión.

 

1. Método de integración actual

O método de integración de correntes calcula o SOC integrando as correntes de carga e descarga. A súa vantaxe reside na súa simplicidade, xa que non require calibración. Os pasos son os seguintes:

1. Rexistra o SOC ao comezo da carga ou descarga.
2. Mide a corrente durante a carga e a descarga.
3. Integra a corrente para atopar o cambio de carga.
4. Calcula o SOC actual usando o SOC inicial e a variación de carga.

A fórmula é:

SOC = SOC inicial + Q∫(I⋅dt)

ondeI é a corrente, Q é a capacidade da batería e dt é o intervalo de tempo.

É importante ter en conta que, debido á resistencia interna e outros factores, o método de integración actual ten un certo grao de erro. Ademais, require períodos de carga e descarga máis longos para obter resultados máis precisos.

 

2. Método de tensión en circuíto aberto

O método da tensión de circuíto aberto (OCV) calcula o estado de carga (SOC) medindo a tensión da batería cando non hai carga. A súa principal vantaxe é a súa simplicidade, xa que non require medición da corrente. Os pasos son:

1. Establece a relación entre o SOC e o OCV baseándose no modelo da batería e nos datos do fabricante.
2. Mide o OCV da batería.
3. Calcula o SOC usando a relación SOC-OCV.

Ten en conta que a curva SOC-OCV cambia co uso e a vida útil da batería, o que require unha calibración periódica para manter a precisión. A resistencia interna tamén afecta a este método e os erros son máis significativos en estados de descarga elevados.

 

3. Combinación de métodos de integración actual e OCV

Para mellorar a precisión, os métodos actuais de integración e OCV adoitan combinarse. Os pasos para esta estratexia son:

1. Usa o método de integración actual para rastrexar a carga e a descarga, obtendo o SOC1.
2. Mida o OCV e use a relación SOC-OCV para calcular o SOC2.
3. Combina SOC1 e SOC2 para obter o SOC final.

A fórmula é:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

ondek1 e k2 son coeficientes de ponderación que suman 1. A escolla dos coeficientes depende do uso da batería, do tempo de proba e da precisión. Normalmente, k1 é maior para probas de carga/descarga máis longas e k2 é maior para medicións OCV máis precisas.

A calibración e a corrección son necesarias para garantir a precisión ao combinar métodos, xa que a resistencia interna e a temperatura tamén inflúen nos resultados.

 

Conclusión

O método de integración actual e o método OCV son as principais técnicas para o cálculo do SOC, cada unha coas súas propias vantaxes e desvantaxes. A combinación de ambos os métodos pode mellorar a precisión e a fiabilidade. Non obstante, a calibración e a corrección son esenciais para unha determinación precisa do SOC.