Anatomia systemu zarządzania baterią (BMS)
Szacowanie stanu naładowania akumulatora (SOC) za pomocą metody całkowania w amperach-godzinach
01 Wzór matematyczny
Metoda całkowania-amperogodzin (znana również jako liczenie kulombowskie) jest szeroko stosowaną techniką szacowania SOC akumulatora. Jego podstawową zasadą jest całkowanie prądu w czasie w celu określenia zmian w SOC akumulatora.
Wzór matematyczny do obliczenia SOC jest następujący:
Gdzie:
SOC0: Początkowy SOC (stan naładowania)
Qn: Nominalna/znamionowa pojemność akumulatora
η: Sprawność kulombowska (uwzględniająca efektywność ładowania/rozładowania)
I(r): prąd-w czasie rzeczywistym (określany jako dodatni podczas ładowania i ujemny podczas rozładowywania)
02 Szczegółowy przykład integracji amperogodzin-
Aby dokładnie zrozumieć mechanizm obliczeniowy metody całkowania ampero-godzin w dynamicznych warunkach pracy, przeanalizujmy studium przypadku obejmujące całkowanie prądu-w czasie rzeczywistym.
Krok 1: Określ początkową pojemność SOC i baterii
Załóżmy, że początkowy SOC akumulatora wynosi 100% (stan pełnego naładowania), a jego pojemność znamionowa wynosi 100 Ah (amperogodzin).
Krok 2: Zapisz prąd i czas
Rejestruj profil prądu baterii w czasie w określonym okresie.
1. godzina: Akumulator rozładowuje się stałym prądem -5 A.
2. godzina: Akumulator nadal się rozładowuje, a prąd zmienia się na -3 A.
Trzecia godzina: Bateria ładuje się, a prąd zmienia się na +2 A.
Uwaga: Prąd jest ujemny podczas rozładowywania i dodatni podczas ładowania.
Krok 3: Oblicz zmianę naładowania akumulatora (\\(Q\\))
Zgodnie ze wzorem na ładunek elektryczny:Q=i*t
1. godzina: △Q1=-5A×1h =-5Ach
2. godzina: △Q2=-3A×1h =-3Ach
Trzecia godzina:△Q3=+2A×1h =+2Ach
Całkowita zmiana ładunku: △Q=△Q1+△Q2+△Q3=(-5Ah)+(-3Ah)+(+2Ah) =-6Ah
Krok 4: Oblicz bieżące SOC
100%SOC=100%+(-6Ah/100Ah)×100%=94%
03 Przebieg obliczeń
Na podstawie powyższego przykładu przebieg obliczeń metody całkowania w amperach-godzinach można podsumować w następujący sposób:
Zmierz prąd: W pierwszej kolejności należy zmierzyć wartości prądów podczas ładowania i rozładowywania akumulatora (metody pomiaru prądu zostały przedstawione wcześniej; zainteresowani czytelnicy mogą kliknąć link na początku artykułu, aby się z nimi zapoznać).
Rekordowy czas: Rejestruje bieżące wartości wraz z odpowiadającymi im znacznikami czasu.
Oblicz opłatę okresową: Oblicz zmianę ładunku w każdym okresie próbkowania ix△t.
Gromadź ładunek: Zsumuj zmiany ładunku we wszystkich okresach próbkowania.
Oszacuj bieżący SOC: Oszacuj bieżący SOC w oparciu o początkową wartość SOC i zmianę skumulowanego ładunku.
04 Kluczowe kwestie
Dokładność pomiaru prądu: Dokładność bieżących pomiarów ma bezpośredni wpływ na precyzję oszacowania SOC.
Uzyskanie pojemności znamionowej: Należy dokładnie określić pojemność znamionową akumulatora.
Ograniczenia i połączenie wielu-algorytmów: Metoda integracji amper-godzin nie uwzględnia wpływu temperatury baterii, starzenia się ani innych czynników na pojemność baterii. W zastosowaniach praktycznych często łączy się ją z innymi metodami (takimi jak metoda napięcia obwodu otwartego [OCV]), aby zwiększyć dokładność szacowania SOC.
