Métodos de cálculo del SOC

¿Qué es el SOC?

El estado de carga (SOC) de una batería es la relación entre la carga actual disponible y la capacidad de carga total, generalmente expresada como porcentaje. Calcular con precisión el SOC es crucial en unaSistema de gestión de batería (BMS)ya que ayuda a determinar la energía restante, administrar el uso de la batería ycontrolar los procesos de carga y descarga, extendiendo así la vida útil de la batería.

Los dos métodos principales utilizados para calcular el SOC son el método de integración de corriente y el método de voltaje de circuito abierto. Ambos tienen sus ventajas y desventajas y cada uno introduce ciertos errores. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, estos métodos 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 sencillez, al no requerir 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 descarga.
3. Integre la corriente para encontrar 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 tiene cierto grado de error. Además, requiere períodos más prolongados de carga y descarga para lograr resultados más precisos.

 

2. Método de voltaje de circuito abierto

El método de voltaje de circuito abierto (OCV) calcula el SOC midiendo el voltaje de la batería cuando no hay carga. Su simplicidad es su principal ventaja ya que no requiere medición actual. Los pasos son:

1. Establezca la relación entre SOC y OCV según el modelo de batería y los datos del fabricante.
2. Mida el OCV de la batería.
3. Calcule el SOC utilizando la relación SOC-OCV.

Tenga en cuenta que la curva SOC-OCV cambia con el uso y la vida útil de la batería, 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 alta descarga.

 

3. Combinación de métodos de integración actual y OCV

Para mejorar la precisión, los métodos actuales de integración y OCV a menudo se combinan. Los pasos para este enfoque son:

1. Utilice el método de integración actual para rastrear 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 peso 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.

Se necesitan calibración y corrección para garantizar la precisión al combinar métodos, ya que la resistencia interna y la temperatura también afectan los resultados.

 

Conclusión

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