Métodos de cálculo del SOC

¿Qué es 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 un porcentaje. Calcular con precisión el SOC es crucial en unaSistema de gestión de baterías (BMS)ya que ayuda a determinar la energía restante, gestionar el uso de la batería ycontrolar 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 tienen sus ventajas y desventajas, e introducen 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 simplicidad, ya que no requiere calibración. Los pasos son los siguientes:

1. Registre el estado de carga (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. Calcula 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 tener en cuenta 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 tensión en circuito abierto

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

1. Establezca la relación entre el SOC y el OCV basándose en el modelo de batería y los datos del fabricante.
2. Mide el voltaje de circuito abierto (OCV) de la batería.
3. Calcula el SOC utilizando la relación SOC-OCV.

Cabe destacar que la curva SOC-OCV varía 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 descarga elevados.

 

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

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

1. Utilice el método de integración actual para realizar un seguimiento de la carga y descarga, obteniendo así el SOC1.
2. Mida el OCV y utilice la relación SOC-OCV para calcular el 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. Por lo general, k1 es mayor para pruebas de carga/descarga más prolongadas, y k2 es mayor para mediciones de OCV más precisas.

Es necesario realizar calibraciones y correcciones 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 técnicas principales 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.