Métodos de cálculo do SOC

O que é SOC?

O Estado de Carga (SOC) de uma bateria é a relação entre a carga atual disponível e a capacidade total de carga, geralmente expressa em porcentagem. Calcular o SOC com precisão é crucial em umaSistema de gerenciamento de bateria (BMS)pois ajuda a determinar a energia restante, gerenciar o uso da bateria econtrolar processos de carga e descarga, prolongando assim a vida útil da bateria.

Os dois principais métodos utilizados para calcular o SOC são o método de integração de corrente e o método de tensão de circuito aberto. Ambos têm suas vantagens e desvantagens, e cada um introduz certos erros. Portanto, em aplicações práticas, esses métodos são frequentemente combinados para melhorar a precisão.

 

1. Método de Integração Atual

O método de integração atual calcula o SOC integrando as correntes de carga e descarga. Sua vantagem reside na simplicidade, pois não requer calibração. Os passos são os seguintes:

1. Registre o SOC no início do carregamento ou descarregamento.
2. Meça a corrente durante o carregamento e o descarregamento.
3. Integre a corrente para encontrar a mudança na carga.
4. Calcule o SOC atual usando o SOC inicial e a mudança de carga.

A fórmula é:

SOC=SOC inicial+Q∫(I⋅dt)​

ondeI é a corrente, Q é a capacidade da bateria e dt é o intervalo de tempo.

É importante observar que, devido à resistência interna e outros fatores, o método de integração atual apresenta um certo grau de erro. Além disso, requer períodos mais longos de carga e descarga para obter resultados mais precisos.

 

2. Método de tensão de circuito aberto

O método da tensão de circuito aberto (OCV) calcula o SOC medindo a tensão da bateria sem carga. Sua principal vantagem é a simplicidade, pois não requer medição de corrente. Os passos são:

1. Estabeleça a relação entre SOC e OCV com base no modelo da bateria e nos dados do fabricante.
2. Meça o OCV da bateria.
3. Calcule o SOC usando o relacionamento SOC-OCV.

Observe que a curva SOC-OCV muda com o uso e a vida útil da bateria, exigindo calibração periódica para manter a precisão. A resistência interna também afeta este método, e os erros são mais significativos em estados de alta descarga.

 

3. Combinando os métodos de integração atuais e OCV

Para melhorar a precisão, os métodos atuais de integração e OCV são frequentemente combinados. As etapas para essa abordagem são:

1. Utilize o método de integração atual para rastrear o carregamento e o descarregamento, obtendo SOC1.
2. Meça o OCV e use a relação SOC-OCV para calcular o SOC2.
3. Combine SOC1 e SOC2 para obter o SOC final.

A fórmula é:

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

ondek1 e k2 são coeficientes de peso que somam 1. A escolha dos coeficientes depende do uso da bateria, do tempo de teste e da precisão. Normalmente, k1 é maior para testes de carga/descarga mais longos, e k2 é maior para medições de OCV mais precisas.

Calibração e correção são necessárias para garantir precisão ao combinar métodos, pois a resistência interna e a temperatura também afetam os resultados.

 

Conclusão

O método de integração atual e o método OCV são as principais técnicas para o cálculo do SOC, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens. A combinação de ambos os métodos pode aumentar a precisão e a confiabilidade. No entanto, a calibração e a correção são essenciais para a determinação precisa do SOC.