SOC Hesaplama Yöntemleri

SOC nedir?

Bir pilin Şarj Durumu (SOC), mevcut şarjın toplam şarj kapasitesine oranıdır ve genellikle yüzde olarak ifade edilir. SOC'yi doğru bir şekilde hesaplamak,Pil Yönetim Sistemi (BMS)kalan enerjiyi belirlemeye, pil kullanımını yönetmeye veşarj ve deşarj süreçlerini kontrol etmekBöylece pilin ömrü uzuyor.

SOC hesaplamak için kullanılan iki ana yöntem, akım integral yöntemi ve açık devre gerilimi yöntemidir. Her ikisinin de avantajları ve dezavantajları vardır ve her biri belirli hatalara neden olur. Bu nedenle, pratik uygulamalarda doğruluğu artırmak için bu yöntemler genellikle birleştirilir.

 

1. Akım Entegrasyon Yöntemi

Mevcut entegrasyon yöntemi, şarj ve deşarj akımlarını entegre ederek SOC'yi hesaplar. Avantajı, kalibrasyon gerektirmemesi ve basitliğidir. Adımlar aşağıdaki gibidir:

1. Şarj veya deşarj başlangıcında SOC'yi kaydedin.
2. Şarj ve deşarj sırasında akımı ölçün.
3. Akımı entegre ederek yükteki değişimi bulun.
4. Başlangıç SOC'sini ve şarj değişimini kullanarak mevcut SOC'yi hesaplayın.

Formül şu şekildedir:

SOC=başlangıç SOC+Q∫(I⋅dt)​

NeresiI akım, Q pil kapasitesi ve dt zaman aralığıdır.

Mevcut entegrasyon yönteminin iç direnç ve diğer faktörler nedeniyle bir miktar hata payı içerdiğini belirtmek önemlidir. Ayrıca, daha doğru sonuçlar elde etmek için daha uzun şarj ve deşarj süreleri gerektirir.

 

2. Açık Devre Gerilim Yöntemi

Açık devre voltajı (OCV) yöntemi, yük yokken akünün voltajını ölçerek SOC'yi hesaplar. Akım ölçümü gerektirmemesi, basitliği sayesinde başlıca avantajıdır. Adımlar şunlardır:

1. Pil modeli ve üretici verilerine dayanarak SOC ve OCV arasındaki ilişkiyi kurun.
2. Akünün OCV değerini ölçün.
3. SOC-OCV ilişkisini kullanarak SOC'yi hesaplayın.

SOC-OCV eğrisinin pilin kullanım ömrü ve kullanım ömrüne göre değiştiğini ve doğruluğun korunması için periyodik kalibrasyon gerektirdiğini unutmayın. İç direnç de bu yöntemi etkiler ve yüksek deşarj durumlarında hatalar daha belirgindir.

 

3. Akım Entegrasyonu ve OCV Yöntemlerinin Birleştirilmesi

Doğruluğu artırmak için mevcut entegrasyon ve OCV yöntemleri sıklıkla birleştirilir. Bu yaklaşımın adımları şunlardır:

1. Şarj ve deşarjı izlemek için mevcut entegrasyon yöntemini kullanın ve SOC1'i elde edin.
2. OCV'yi ölçün ve SOC2'yi hesaplamak için SOC-OCV ilişkisini kullanın.
3. Son SOC'yi elde etmek için SOC1 ve SOC2'yi birleştirin.

Formül şu şekildedir:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

Neresik1 ve k2, toplamı 1 olan ağırlık katsayılarıdır. Katsayı seçimi pil kullanımına, test süresine ve doğruluğa bağlıdır. Genellikle k1, daha uzun şarj/deşarj testleri için daha büyük, k2 ise daha hassas OCV ölçümleri için daha büyüktür.

Yöntemlerin birleştirilmesinde doğruluğun sağlanması için kalibrasyon ve düzeltme gereklidir, çünkü iç direnç ve sıcaklık da sonuçları etkiler.

 

Çözüm

Mevcut entegrasyon yöntemi ve OCV yöntemi, SOC hesaplaması için temel tekniklerdir ve her birinin kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır. Her iki yöntemin birleştirilmesi, doğruluğu ve güvenilirliği artırabilir. Ancak, hassas SOC tespiti için kalibrasyon ve düzeltme şarttır.