SOC arvutamise meetodid

Mis on SOC?

Aku laadimisolek (SOC) on hetkel saadaoleva laetuse ja kogu laadimismahu suhe, mida tavaliselt väljendatakse protsendina. Laetuse täpne arvutamine on ülioluline.Aku haldussüsteem (BMS)kuna see aitab määrata järelejäänud energiat, hallata aku kasutamist jakontrollida laadimis- ja tühjendusprotsesse, pikendades seeläbi aku eluiga.

SOC arvutamiseks kasutatakse kahte peamist meetodit: voolu integreerimise meetodit ja tühikäigu pinge meetodit. Mõlemal on oma eelised ja puudused ning igaüks neist toob kaasa teatud vigu. Seetõttu kombineeritakse neid meetodeid praktilistes rakendustes täpsuse parandamiseks sageli.

 

1. Praegune integreerimismeetod

Praegune integreerimismeetod arvutab laengu koormuse (SOC) laadimis- ja tühjendusvoolude integreerimise teel. Selle eeliseks on lihtsus, mis ei vaja kalibreerimist. Sammud on järgmised:

1. Salvesta aku laetuse tase laadimise või tühjendamise alguses.
2. Mõõda voolutugevust laadimise ja tühjendamise ajal.
3. Laengu muutuse leidmiseks integreerige vool.
4. Arvuta praegune laengutase (SOC), kasutades algset laengutaset (SOC) ja laengu muutust.

Valem on:

SOC=algne SOC+Q∫(I⋅dt)​

kusI on voolutugevus, Q on aku mahtuvus ja dt on ajavahemik.

Oluline on märkida, et sisemise takistuse ja muude tegurite tõttu on praegusel integreerimismeetodil teatav viga. Lisaks nõuab see täpsemate tulemuste saavutamiseks pikemat laadimis- ja tühjenemisperioodi.

 

2. Avatud vooluahela pinge meetod

Avatud vooluringi pinge (OCV) meetod arvutab aku SOC-i, mõõtes aku pinget koormuseta olekus. Selle lihtsus on peamine eelis, kuna see ei nõua voolu mõõtmist. Sammud on järgmised:

1. Määrake aku mudeli ja tootja andmete põhjal kindlaks SOC ja OCV vaheline seos.
2. Mõõda aku avatud pinget (OCV).
3. Arvutage eluiga, kasutades eluea ja ruumilise vee tiheduse suhet.

Pane tähele, et SOC-OCV kõver muutub koos aku kasutamise ja elueaga, mistõttu on täpsuse säilitamiseks vaja perioodilist kalibreerimist. Sisemine takistus mõjutab seda meetodit samuti ning vead on suuremad suure tühjenemisastme korral.

 

3. Praeguse integreerimise ja OCV-meetodite kombineerimine

Täpsuse parandamiseks kombineeritakse sageli praeguseid integreerimis- ja OCV-meetodeid. Selle lähenemisviisi sammud on järgmised:

1. Kasutage laadimise ja tühjenemise jälgimiseks voolu integreerimise meetodit, saades SOC1.
2. Mõõtke OCV-d ja kasutage SOC2 arvutamiseks SOC-OCV suhet.
3. Lõpliku SOC saamiseks ühenda SOC1 ja SOC2.

Valem on:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

kusk1 ja k2 on kaalukoefitsiendid, mille summa on 1. Koefitsientide valik sõltub aku kasutusest, testimisajast ja täpsusest. Tavaliselt on k1 suurem pikemate laadimis-/tühjenemistestide jaoks ja k2 on suurem täpsemate avatud pinge mõõtmiste jaoks.

Meetodite kombineerimisel täpsuse tagamiseks on vaja kalibreerimist ja korrigeerimist, kuna sisemine takistus ja temperatuur mõjutavad ka tulemusi.

 

Kokkuvõte

Praegune integreerimismeetod ja OCV-meetod on SOC arvutamise peamised meetodid, millel mõlemal on oma plussid ja miinused. Mõlema meetodi kombineerimine võib suurendada täpsust ja usaldusväärsust. Täpse SOC määramiseks on aga kalibreerimine ja korrigeerimine hädavajalikud.