Métodos de cálculo del SOC

¿Qué es SOC?

El estado de carga (SOC) de una batería es la relación entre la carga disponible y la capacidad de carga total, generalmente expresada como un porcentaje. Calcular con precisión el SOC es crucial en un sistema de energía.Sistema de gestión de baterías (BMS)ya que ayuda a determinar la energía restante, gestionar el uso de la batería ycontrol de los procesos de carga y descarga, prolongando así la vida útil de la batería.

Los dos métodos principales para calcular el estado de carga (SOC) son el método de integración de corriente y el método de voltaje en circuito abierto. Ambos presentan ventajas y desventajas, e introducen ciertos errores. Por lo tanto, en la práctica, suelen combinarse para mejorar la precisión.

 

1. Método de integración actual

El método de integración actual calcula el SOC integrando las corrientes de carga y descarga. Su ventaja radica en su simplicidad, ya que no requiere calibración. Los pasos son los siguientes:

1. Registre el SOC al inicio de la carga o descarga.
2. Mida la corriente durante la carga y la descarga.
3. Integra la corriente para hallar el cambio de carga.
4. Calcule el SOC actual utilizando el SOC inicial y el cambio de carga.

La fórmula es:

SOC=SOC inicial+Q∫(I⋅dt)​

dóndeI es la corriente, Q es la capacidad de la batería y dt es el intervalo de tiempo.

Es importante señalar que, debido a la resistencia interna y otros factores, el método de integración actual presenta cierto margen de error. Además, requiere periodos de carga y descarga más prolongados para obtener resultados más precisos.

 

2. Método de voltaje en circuito abierto

El método de voltaje en circuito abierto (OCV) calcula el estado de carga (SOC) midiendo el voltaje de la batería sin carga. Su principal ventaja radica en su simplicidad, ya que no requiere la medición de corriente. Los pasos son:

1. Establecer la relación entre SOC y OCV en función del modelo de batería y los datos del fabricante.
2. Mida el voltaje de circuito abierto (OCV) de la batería.
3. Calcule el SOC utilizando la relación SOC-OCV.

Tenga en cuenta que la curva SOC-OCV varía con el uso y la vida útil de la batería, por lo que requiere una calibración periódica para mantener la precisión. La resistencia interna también afecta a este método, y los errores son más significativos en estados de descarga elevados.

 

3. Combinación de los métodos de integración de corriente y OCV

Para mejorar la precisión, los métodos actuales de integración y OCV suelen combinarse. Los pasos de este enfoque son:

1. Utilice el método de integración actual para realizar un seguimiento de la carga y descarga, obteniendo SOC1.
2. Mida el OCV y utilice la relación SOC-OCV para calcular SOC2.
3. Combine SOC1 y SOC2 para obtener el SOC final.

La fórmula es:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

dóndek1 y k2 son coeficientes de ponderación que suman 1. La elección de los coeficientes depende del uso de la batería, el tiempo de prueba y la precisión. Normalmente, k1 es mayor para pruebas de carga/descarga más largas, y k2 es mayor para mediciones de OCV más precisas.

La calibración y la corrección son necesarias para garantizar la precisión al combinar métodos, ya que la resistencia interna y la temperatura también influyen en los resultados.

 

Conclusión

El método de integración actual y el método OCV son las principales técnicas para el cálculo del SOC, cada una con sus propias ventajas e inconvenientes. La combinación de ambos métodos puede mejorar la precisión y la fiabilidad. Sin embargo, la calibración y la corrección son esenciales para una determinación precisa del SOC.