Anatomia sistemului de management al bateriei (BMS)
Estimarea stării de încărcare a bateriei (SOC) prin metoda de integrare în amperi-oră
01 Formula matematică
Metoda de integrare a Ampere-oră (cunoscută și sub denumirea de numărare Coulomb) este o tehnică utilizată pe scară largă pentru estimarea SOC al bateriei. Principiul său fundamental este de a integra curentul în timp pentru a determina variația SOC al bateriei.
Formula matematică pentru calculul SOC este următoarea:
Unde:
SOC0: SOC inițial (State of Charge)
Qn: Capacitate nominală/ nominală a bateriei
η: Eficiența coulombică (luând în considerare eficiența încărcării/descărcării)
I(r): curent-în timp real (definit ca pozitiv în timpul încărcării și negativ în timpul descărcării)
02 Exemplu detaliat de integrare amperi-oră
Pentru a înțelege în detaliu mecanismul de calcul al metodei de integrare amperi-oră în condiții dinamice de funcționare, să analizăm un studiu de caz care implică integrarea curentului-în timp real.
Pasul 1: Determinați SOC inițial și capacitatea bateriei
Să presupunem că SOC inițial al bateriei este 100% (starea complet încărcată) și capacitatea sa nominală este de 100 Ah (Amperi-ore).
Pasul 2: Înregistrați curentul și ora
Înregistrați profilul curentului bateriei în timp într-o anumită perioadă.
Ora 1: Bateria se descarcă la un curent constant de -5 A.
a 2-a ora: Bateria continuă să se descarce, iar curentul se schimbă la -3 A.
a 3-a ora: bateria se încarcă, iar curentul se schimbă la +2 A.
Notă: curentul este negativ în timpul descărcării și pozitiv în timpul încărcării.
Pasul 3: Calculați modificarea încărcării bateriei (\\(Q\\))
Conform formulei pentru sarcina electrică:Q=i*t
Ora 1: △Q1=-5A×1h =-5Ah
a 2-a ora: △Q2=-3A×1h =-3Ah
a 3-a ora:△Q3=+2A×1h =+2Ah
Variația totală a taxei: △Q=△Q{1+△Q{2+△Q3=(-5Ah)+(-3Ah)+(+2Ah) =-6Ah
Pasul 4: Calculați SOC curent
100%SOC=100%+(-6Ah/100Ah)×100%=94%
03 Flux de lucru de calcul
Pe baza exemplului de mai sus, fluxul de lucru de calcul al metodei de integrare Ampere-oră poate fi rezumat după cum urmează:
Măsurați curentul: În primul rând, măsurați valorile curente în timpul încărcării și descărcării bateriei (metodele pentru măsurarea curentului au fost introduse anterior; cititorii interesați pot face clic pe linkul de la începutul articolului pentru a le vizualiza).
Timp de înregistrare: Înregistrați valorile curente împreună cu marcajele de timp corespunzătoare.
Calculați taxa pentru perioada: Calculați modificarea în sarcină în cadrul fiecărei perioade de eșantionare ix△t.
Încărcare acumulată: Însumați variațiile de încărcare în toate perioadele de eșantionare.
Estimarea SOC curent: Estimați SOC curent pe baza valorii SOC inițiale și a variației de încărcare acumulată.
04 Considerații cheie
Precizia de măsurare a curentului: Precizia măsurătorilor curente are un impact direct asupra preciziei estimării SOC.
Capacitate nominală de achiziție: Capacitatea nominală a bateriei trebuie obținută cu precizie.
Limitări și fuziune multi-algoritm: Metoda de integrare Ampere-oră nu poate lua în considerare efectele temperaturii bateriei, îmbătrânirii și alți factori asupra capacității bateriei. În aplicațiile practice, este de obicei fuzionat cu alte metode (cum ar fi metoda Open Circuit Voltage [OCV]) pentru a îmbunătăți acuratețea estimării SOC.
