Anatomia del sistema de gestió de bateries (BMS)
Estimació de l'estat de càrrega de la bateria (SOC) mitjançant el mètode d'integració d'amperes-hora
01 Fórmula matemàtica
El mètode d'integració d'amper-hora (també conegut com a recompte de Coulomb) és una tècnica molt utilitzada per estimar el SOC de la bateria. El seu principi fonamental és integrar el corrent al llarg del temps per determinar la variació del SOC de la bateria.
La fórmula matemàtica per al càlcul de SOC és la següent:
On:
SOC0: SOC inicial (estat de càrrega)
Qn: Capacitat nominal/nominal de la bateria
η: eficiència coulombica (tenint en compte l'eficiència de càrrega/descàrrega)
I(r): actual-en temps real (definit com a positiu durant la càrrega i negatiu durant la descàrrega)
02 Exemple detallat d'integració d'amper-hora
Per entendre a fons el mecanisme de càlcul del mètode d'integració d'amperes-hora en condicions de funcionament dinàmiques, analitzem un cas pràctic que inclou integració de corrent-en temps real.
Pas 1: determineu el SOC inicial i la capacitat de la bateria
Suposem que el SOC inicial de la bateria és del 100% (estat de càrrega completa) i que la seva capacitat nominal és de 100 Ah (amperes-hores).
Pas 2: registre el corrent i l'hora
Enregistreu el perfil actual de la bateria al llarg del temps durant un període específic.
1a Hora: La bateria es descarrega a un corrent constant de -5 A.
2a Hora: La bateria continua descarregant-se i el corrent canvia a -3 A.
3a Hora: la bateria es carrega i el corrent canvia a +2 A.
Nota: el corrent és negatiu durant la descàrrega i positiu durant la càrrega.
Pas 3: calculeu el canvi de càrrega de la bateria (\\(Q\\))
Segons la fórmula de la càrrega elèctrica:Q=i*t
1a Hora: △Q1=-5A×1h =-5Ah
2a Hora: △Q2=-3A×1h =-3Ah
3a Hora:△Q3=+2A×1h =+2Ah
Variació de càrrega total: △Q=△Q{1+△Q{2+△Q3=(-5Ah)+(-3Ah)+(+2Ah) =-6Ah
Pas 4: calculeu el SOC actual
100%SOC=100%+(-6Ah/100Ah)×100%=94%
03 Flux de treball de càlcul
A partir de l'exemple anterior, el flux de treball de càlcul del mètode d'integració d'ampere-hora es pot resumir de la següent manera:
Mesura el corrent: En primer lloc, mesura els valors actuals durant la càrrega i descàrrega de la bateria (els mètodes per a la mesura actual s'han introduït anteriorment; els lectors interessats poden fer clic a l'enllaç al començament de l'article per veure'ls).
Temps de registre: registre els valors actuals juntament amb les seves corresponents marques de temps.
Càrrec del període de càlcul: Calcula el canvi de càrrega dins de cada període de mostreig ix△t.
Càrrega acumulada: resumeix les variacions de càrrega en tots els períodes de mostreig.
Estimació del SOC actual: Estimar el SOC actual basant-se en el valor SOC inicial i la variació de càrrega acumulada.
04 Consideracions clau
Precisió de la mesura actual: La precisió de les mesures actuals afecta directament la precisió de l'estimació del SOC.
Adquisició de capacitat nominal: La capacitat nominal de la bateria s'ha d'obtenir amb precisió.
Limitacions i fusió multi-algoritme: el mètode d'integració d'amper-hora no pot tenir en compte els efectes de la temperatura de la bateria, l'envelliment i altres factors sobre la capacitat de la bateria. En aplicacions pràctiques, normalment es fusiona amb altres mètodes (com el mètode de voltatge de circuit obert [OCV]) per millorar la precisió de l'estimació de SOC.
