שיטות חישוב SOC

מה זה SOC?

מצב הטעינה (SOC) של סוללה הוא היחס בין הטעינה הנוכחית הזמינה לקיבולת הטעינה הכוללת, בדרך כלל מבוטא באחוזים. חישוב מדויק של ה-SOC הוא קריטי ב...מערכת ניהול סוללות (BMS)מכיוון שזה עוזר לקבוע את כמות האנרגיה שנותרה, לנהל את צריכת הסוללה, ולשלוט בתהליכי טעינה ופריקה, ובכך להאריך את חיי הסוללה.

שתי השיטות העיקריות המשמשות לחישוב SOC הן שיטת אינטגרציית הזרם ושיטת מתח במעגל פתוח. לשתיהן יתרונות וחסרונות, וכל אחת מהן מציגה שגיאות מסוימות. לכן, ביישומים מעשיים, שיטות אלו משולבות לעתים קרובות כדי לשפר את הדיוק.

 

1. שיטת האינטגרציה הנוכחית

שיטת האינטגרציה הנוכחית מחשבת את ה-SOC על ידי אינטגרציה של זרמי הטעינה והפריקה. יתרונה טמון בפשטותה, שאינה דורשת כיול. השלבים הם כדלקמן:

1. רשום את ה-SOC בתחילת הטעינה או הפריקה.
2. מדוד את הזרם במהלך טעינה ופריקה.
3. אינטגרל את הזרם כדי למצוא את השינוי במטען.
4. חשב את ה-SOC הנוכחי באמצעות ה-SOC ההתחלתי ושינוי המטען.

הנוסחה היא:

SOC=SOC התחלתי+Q∫(I⋅dt)

אֵיפֹהI הוא הזרם, Q הוא קיבולת הסוללה, ו-dt הוא מרווח הזמן.

חשוב לציין שבשל התנגדות פנימית וגורמים אחרים, לשיטת האינטגרציה הנוכחית יש מידה מסוימת של שגיאה. יתר על כן, היא דורשת פרקי זמן ארוכים יותר של טעינה ופריקה כדי להשיג תוצאות מדויקות יותר.

 

2. שיטת מתח במעגל פתוח

שיטת מתח המעגל הפתוח (OCV) מחשבת את ה-SOC על ידי מדידת מתח הסוללה כאשר אין עומס. פשטותה היא יתרונה העיקרי, שכן היא אינה דורשת מדידת זרם. השלבים הם:

1. קבע את הקשר בין SOC ל-OCV בהתבסס על דגם הסוללה ונתוני היצרן.
2. מדוד את OCV של הסוללה.
3. חשב את ה-SOC באמצעות קשר SOC-OCV.

שימו לב שעקומת SOC-OCV משתנה עם השימוש בסוללה ועם תוחלת החיים שלה, ודורשת כיול תקופתי כדי לשמור על דיוק. התנגדות פנימית משפיעה גם היא על שיטה זו, ושגיאות משמעותיות יותר במצבי פריקה גבוהים.

 

3. שילוב של אינטגרציה נוכחית ושיטות OCV

כדי לשפר את הדיוק, שיטות האינטגרציה וה-OCV הנוכחיות משולבות לעיתים קרובות. השלבים בגישה זו הם:

1. השתמש בשיטת האינטגרציה הנוכחית כדי לעקוב אחר הטעינה והפריקה, תוך קבלת SOC1.
2. מדדו את ה-OCV והשתמשו בקשר SOC-OCV כדי לחשב את SOC2.
3. שלבו את SOC1 ו-SOC2 כדי לקבל את ה-SOC הסופי.

הנוסחה היא:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

אֵיפֹהk1 ו-k2 הם מקדמי משקל המסכמים ל-1. בחירת המקדמים תלויה בשימוש בסוללה, בזמן הבדיקה ובדיוק. בדרך כלל, k1 גדול יותר עבור בדיקות טעינה/פריקה ארוכות יותר, ו-k2 גדול יותר עבור מדידות OCV מדויקות יותר.

כיול ותיקון נחוצים כדי להבטיח דיוק בעת שילוב שיטות, שכן התנגדות פנימית וטמפרטורה משפיעות גם הן על התוצאות.

 

מַסְקָנָה

שיטת האינטגרציה הנוכחית ושיטת OCV הן הטכניקות העיקריות לחישוב SOC, לכל אחת יתרונות וחסרונות משלה. שילוב של שתי השיטות יכול לשפר את הדיוק והאמינות. עם זאת, כיול ותיקון חיוניים לקביעת SOC מדויקת.