Phương pháp tính toán SOC

SOC là gì?

Trạng thái sạc (SOC) của pin là tỷ lệ giữa dòng điện có sẵn trên tổng dung lượng sạc, thường được biểu thị dưới dạng phần trăm. Việc 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 và nhược điểm riêng, và mỗi phương pháp đều có những sai số nhất định. Do đó, trong các ứng dụng thực tế, hai phương pháp này thường được kết hợp để cải thiện độ chính xác.

 

1. Phương pháp tích hợp hiện tại

Phương pháp tích hợp dòng điện tính toán SOC bằng cách tích hợp dòng điện sạc và dòng điện xả. Ưu điểm của phương pháp này nằm ở tính đơn giản, không cần hiệu chuẩn. Các bước thực hiện 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 ra 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 nhất định. Hơn nữa, cần thời gian sạc và xả 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. Ưu điểm chính của phương pháp này là tính đơn giản 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 trong cũng ảnh hưởng đến phương pháp này, và sai số sẽ 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 phương pháp OCV thường được kết hợp. Các bước thực hiện phương pháp này như sau:

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 các hệ số trọng số có tổng bằng 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 những kỹ thuật chính để tính toán SOC, mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng. Việc kết hợp cả hai phương pháp có thể nâng cao độ chính xác và độ tin cậy. Tuy nhiên, việc hiệu chuẩn và hiệu chỉnh là rất cần thiết để xác định SOC chính xác.