Анатомия системы управления батареями (BMS)
Оценка состояния заряда аккумулятора (SOC) с помощью метода интеграции ампер-часов
01 Математическая формула
Метод интеграции ампер-часов (также известный как подсчет кулонов) — широко используемый метод оценки SOC батареи. Его фундаментальный принцип заключается в интегрировании тока с течением времени для определения изменения SOC батареи.
Математическая формула расчета SOC выглядит следующим образом:
Где:
СОЦ0: Начальный SOC (Состояние заряда)
Кн: Номинальная/номинальная емкость аккумулятора.
η: Кулоновский КПД (учет эффективности заряда/разряда)
I(r): ток в реальном времени-(определяется как положительный во время зарядки и отрицательный во время разрядки).
02 Подробный пример интеграции ампер-часов
Чтобы полностью понять механизм расчета метода интеграции ампер-часов в динамических условиях эксплуатации, давайте проанализируем пример, включающий интеграцию тока в-времени.
Шаг 1. Определите первоначальный SOC и емкость аккумулятора
Предположим, что первоначальный уровень заряда батареи составляет 100 % (полностью заряженное состояние), а ее номинальная емкость — 100 Ач (Ампер-часов).
Шаг 2: Запишите ток и время
Запишите профиль тока батареи с течением времени в течение определенного периода.
1-й час: Аккумулятор разряжается постоянным током -5 А.
2-й час: Аккумулятор продолжает разряжаться, а ток изменяется до -3 А.
3-й час: аккумулятор заряжается, и ток изменяется до +2 А.
Примечание. Ток отрицательный во время разрядки и положительный во время зарядки.
Шаг 3. Рассчитайте изменение заряда аккумулятора (\\(Q\\))
По формуле электрического заряда:Q=i*t
1-й час: △Q1=-5A×1h =-5Ах
2-й час: △Q2=-3A×1h =-3Ах
3-й час:△Q3=+2A×1h =+2Ах
Суммарное изменение заряда: △Q=△Q1+△Q2+△Q3=(-5Ач)+(-3Ач)+(+2Ач) =-6Ач
Шаг 4. Рассчитайте текущий SOC
100%SOC=100%+(-6Ач/100Ач)×100%=94%
03 Рабочий процесс расчета
На основе приведенного выше примера рабочий процесс расчета метода интеграции Ампер-час можно резюмировать следующим образом:
Измерить ток: Сначала измерьте значения тока во время зарядки и разрядки аккумулятора (методы измерения тока были представлены ранее; заинтересованные читатели могут перейти по ссылке в начале статьи, чтобы просмотреть их).
Время записи: записать текущие значения вместе с соответствующими временными метками.
Расчет периодической платы: Рассчитайте изменение заряда в течение каждого периода выборки ix△t.
Накапливать заряд: просуммируйте изменения в расходах за все периоды выборки.
Оцените текущий SOC: Оцените текущий SOC на основе начального значения SOC и изменения накопленного заряда.
04 Ключевые соображения
Точность измерения тока: Точность измерений тока напрямую влияет на точность оценки SOC.
Приобретение номинальной мощности: Номинальная емкость аккумулятора должна быть получена точно.
Ограничения и объединение нескольких-алгоритмов: метод интеграции ампер-часов не может учитывать влияние температуры аккумулятора, его старения и других факторов на емкость аккумулятора. В практических приложениях его обычно объединяют с другими методами (такими как метод напряжения холостого хода [OCV]) для повышения точности оценки SOC.
