طرق حساب SOC

ما هو SOC؟

حالة شحن البطارية (SOC) هي نسبة الشحن الحالي المتاحة لسعة الشحن الإجمالية ، والتي يتم التعبير عنها عادة كنسبة مئوية. يعد حساب SOC أمرًا بالغ الأهمية بدقةنظام إدارة البطارية (BMS)لأنه يساعد على تحديد الطاقة المتبقية ، وإدارة استخدام البطارية ، والسيطرة على عمليات الشحن وتفريغها، وبالتالي تمديد عمر البطارية.

الطريقتان الرئيسيتان المستخدمتان لحساب SOC هما طريقة التكامل الحالية وطريقة جهد الدائرة المفتوحة. كلاهما لهما مزايا وعيوب ، ويقدم كل منهما أخطاء معينة. لذلك ، في التطبيقات العملية ، غالبًا ما يتم دمج هذه الطرق لتحسين الدقة.

 

1. طريقة التكامل الحالية

تحسب طريقة التكامل الحالية SOC من خلال دمج التيارات الشحن والتفريغ. ميزةها تكمن في بساطتها ، لا تتطلب المعايرة. الخطوات كما يلي:

1. سجل SOC في بداية الشحن أو التفريغ.
2. قياس التيار أثناء الشحن والتفريغ.
3. دمج التيار للعثور على التغيير المسؤول.
4. احسب SOC الحالي باستخدام SOC الأولي وتغيير الشحن.

الصيغة هي:

SOC = SOC أولي Q∫ (I⋅DT)

أينأنا الحالي ، Q هو سعة البطارية ، و DT هو الفاصل الزمني.

من المهم أن نلاحظ أنه بسبب المقاومة الداخلية والعوامل الأخرى ، فإن طريقة التكامل الحالية لها درجة من الخطأ. علاوة على ذلك ، يتطلب فترات أطول من الشحن والتفريغ لتحقيق نتائج أكثر دقة.

 

2. طريقة جهد الدائرة المفتوحة

تحسب طريقة جهد الدائرة المفتوحة (OCV) SOC عن طريق قياس جهد البطارية عند عدم وجود تحميل. بساطتها هي ميزةها الرئيسية لأنها لا تتطلب القياس الحالي. الخطوات هي:

1. إنشاء العلاقة بين SOC و OCV بناءً على نموذج البطارية وبيانات الشركة المصنعة.
2. قياس OCV البطارية.
3. حساب SOC باستخدام علاقة SOC-OCV.

لاحظ أن منحنى SOC-OCV يتغير مع استخدام البطارية وعمره ، مما يتطلب معايرة دورية للحفاظ على الدقة. تؤثر المقاومة الداخلية أيضًا على هذه الطريقة ، والأخطاء أكثر أهمية في حالات التفريغ المرتفعة.

 

3. الجمع بين أساليب التكامل الحالي و OCV

لتحسين الدقة ، غالبًا ما يتم الجمع بين أساليب التكامل الحالي و OCV. خطوات هذا النهج هي:

1. استخدم طريقة التكامل الحالية لتتبع الشحن والتفريغ ، والحصول على SOC1.
2. قياس OCV واستخدم علاقة SOC-OCV لحساب SOC2.
3. الجمع بين SOC1 و SOC2 للحصول على SOC النهائي.

الصيغة هي:

SOC = K1⋅SOC1+K2⋅SOC2

أينK1 و K2 هما معاملات الوزن التي يتم جمعها إلى 1. يعتمد اختيار المعاملات على استخدام البطارية ووقت الاختبار والدقة. عادةً ما يكون K1 أكبر لاختبارات الشحن/التفريغ الأطول ، و K2 أكبر لقياسات OCV أكثر دقة.

هناك حاجة إلى المعايرة والتصحيح لضمان الدقة عند الجمع بين الأساليب ، حيث تؤثر المقاومة الداخلية ودرجة الحرارة أيضًا على نتائج.

 

خاتمة

طريقة التكامل الحالية وطريقة OCV هي التقنيات الأساسية لحساب SOC ، ولكل منها إيجابيات وسلبياتها الخاصة. الجمع بين كلتا الطريقتين يمكن أن يعزز الدقة والموثوقية. ومع ذلك ، المعايرة والتصحيح ضرورية لتحديد الدقة SOC.