Phương pháp tính toán SOC

SOC là gì?

Trạng thái sạc (SOC) của pin là tỷ lệ giữa dòng điện sạc có sẵn với tổng dung lượng sạc, thường được biểu thị dưới dạng phần trăm. Tính toán chính xác SOC là rất quan trọng trongHệ thống quản lý pin (BMS)vì nó giúp xác định lượng năng lượng còn lại, quản lý việc sử dụng pin vàkiểm soát quá trình sạc và xả, do đó kéo dài tuổi thọ của pin.

Hai phương pháp chính được sử dụng để tính toán SOC là phương pháp tích hợp dòng điện và phương pháp điện áp mạch hở. Cả hai đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, và mỗi phương pháp đều có một số lỗi nhất định. Do đó, trong các ứng dụng thực tế, các phương pháp này thường được kết hợp để cải thiện độ chính xác.

 

1. Phương pháp tích hợp hiện tại

Phương pháp tích hợp hiện tại tính toán SOC bằng cách tích hợp dòng điện sạc và xả. Ưu điểm của nó nằm ở tính đơn giản, không cần hiệu chuẩn. Các bước như sau:

1. Ghi lại SOC khi bắt đầu sạc hoặc xả.
2. Đo dòng điện trong quá trình sạc và xả.
3. Tích hợp dòng điện để tìm sự thay đổi điện tích.
4. Tính toán SOC hiện tại bằng cách sử dụng SOC ban đầu và sự thay đổi điện tích.

Công thức là:

SOC=SOC ban đầu+Q∫(I⋅dt)​

Ở đâuI là cường độ dòng điện, Q là dung lượng pin và dt là khoảng thời gian.

Điều quan trọng cần lưu ý là do điện trở bên trong và các yếu tố khác, phương pháp tích hợp hiện tại có một mức độ sai số. Hơn nữa, cần phải sạc và xả trong thời gian dài hơn để đạt được kết quả chính xác hơn.

 

2. Phương pháp điện áp mạch hở

Phương pháp điện áp mạch hở (OCV) tính toán SOC bằng cách đo điện áp của pin khi không có tải. Tính đơn giản là ưu điểm chính của phương pháp này vì không yêu cầu đo dòng điện. Các bước thực hiện như sau:

1. Thiết lập mối quan hệ giữa SOC và OCV dựa trên mẫu pin và dữ liệu của nhà sản xuất.
2. Đo OCV của pin.
3. Tính toán SOC bằng cách sử dụng mối quan hệ SOC-OCV.

Lưu ý rằng đường cong SOC-OCV thay đổi theo mức sử dụng và tuổi thọ của pin, đòi hỏi phải hiệu chuẩn định kỳ để duy trì độ chính xác. Điện trở bên trong cũng ảnh hưởng đến phương pháp này và lỗi đáng kể hơn ở trạng thái xả cao.

 

3. Kết hợp phương pháp tích hợp hiện tại và OCV

Để cải thiện độ chính xác, phương pháp tích hợp hiện tại và OCV thường được kết hợp. Các bước cho phương pháp này là:

1. Sử dụng phương pháp tích hợp hiện tại để theo dõi quá trình sạc và xả, thu được SOC1.
2. Đo OCV và sử dụng mối quan hệ SOC-OCV để tính SOC2.
3. Kết hợp SOC1 và SOC2 để có được SOC cuối cùng.

Công thức là:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

Ở đâuk1 và k2 là hệ số trọng số cộng lại thành 1. Việc lựa chọn hệ số phụ thuộc vào mức sử dụng pin, thời gian thử nghiệm và độ chính xác. Thông thường, k1 lớn hơn đối với các thử nghiệm sạc/xả dài hơn và k2 lớn hơn đối với các phép đo OCV chính xác hơn.

Cần hiệu chuẩn và hiệu chỉnh để đảm bảo độ chính xác khi kết hợp các phương pháp vì điện trở bên trong và nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến kết quả.

 

Phần kết luận

Phương pháp tích hợp hiện tại và phương pháp OCV là các kỹ thuật chính để tính toán SOC, mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng. Kết hợp cả hai phương pháp có thể nâng cao độ chính xác và độ tin cậy. Tuy nhiên, hiệu chuẩn và hiệu chỉnh là điều cần thiết để xác định SOC chính xác.