กายวิภาคของระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS)
การประมาณสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่ (SOC) ด้วยวิธีบูรณาการแอมแปร์{0}}ชั่วโมง
01 สูตรทางคณิตศาสตร์
วิธีการรวมแอมแปร์{0}}ชั่วโมง (หรือที่เรียกว่าการนับคูลอมบ์) เป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการประมาณค่า SOC ของแบตเตอรี่ หลักการพื้นฐานของมันคือการรวมกระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาหนึ่งเพื่อกำหนดความแปรผันใน SOC ของแบตเตอรี่
สูตรทางคณิตศาสตร์สำหรับการคำนวณ SOC มีดังนี้
ที่ไหน:
ซ0: SOC เริ่มต้น (สถานะการชาร์จ)
Qn: ความจุที่กำหนด/พิกัดของแบตเตอรี่
η: ประสิทธิภาพคูลอมบิก (การบัญชีสำหรับประสิทธิภาพการชาร์จ/การคายประจุ)
I(r): กระแสเรียลไทม์- (กำหนดให้เป็นบวกระหว่างการชาร์จและเป็นลบระหว่างการคายประจุ)
02 ตัวอย่างโดยละเอียดของการบูรณาการแอมแปร์- ชั่วโมง
เพื่อให้เข้าใจกลไกการคำนวณของวิธีการบูรณาการแอมแปร์{0}}ชั่วโมงอย่างละเอียดถี่ถ้วนภายใต้สภาวะการทำงานแบบไดนามิก ให้เราวิเคราะห์กรณีศึกษาที่เกี่ยวข้องกับการรวมกระแสไฟแบบเรียลไทม์-
ขั้นตอนที่ 1: กำหนด SOC เริ่มต้นและความจุของแบตเตอรี่
สมมติว่า SOC เริ่มต้นของแบตเตอรี่อยู่ที่ 100% (สถานะชาร์จเต็มแล้ว) และพิกัดความจุของแบตเตอรี่คือ 100 Ah (แอมแปร์- ชั่วโมง)
ขั้นตอนที่ 2: บันทึกปัจจุบันและเวลา
บันทึกโปรไฟล์กระแสไฟของแบตเตอรี่ในช่วงเวลาหนึ่งในช่วงเวลาที่กำหนด
ชั่วโมงที่ 1: แบตเตอรี่คายประจุที่กระแสคงที่ -5 A
ชั่วโมงที่ 2: แบตเตอรี่ยังคงคายประจุต่อไป และกระแสไฟจะเปลี่ยนเป็น -3 A
ชั่วโมงที่ 3: การชาร์จแบตเตอรี่ และกระแสจะเปลี่ยนเป็น +2 A
หมายเหตุ: กระแสไฟฟ้าเป็นลบระหว่างการคายประจุและเป็นบวกระหว่างการชาร์จ
ขั้นตอนที่ 3: คำนวณการเปลี่ยนแปลงการชาร์จแบตเตอรี่ (\\(Q\\))
ตามสูตรประจุไฟฟ้า:Q=i*t
ชั่วโมงที่ 1: △Q1=-5A×1h =-5อา
ชั่วโมงที่ 2: △Q2=-3A×1h =-3อา
ชั่วโมงที่ 3:△Q3=+2A×1h =+2อา
การเปลี่ยนแปลงค่าใช้จ่ายทั้งหมด: △Q=△Q1+△Q2+△Q3=(-5Ah)+(-3Ah)+(+2อา) =-6อา
ขั้นตอนที่ 4: คำนวณ SOC ปัจจุบัน
100%SOC=100%+(-6Ah/100Ah)×100%=94%
03 ขั้นตอนการคำนวณ
จากตัวอย่างข้างต้น ขั้นตอนการคำนวณของวิธีการรวมแอมแปร์-ชั่วโมงสามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้:
วัดกระแส: ขั้นแรก ให้วัดค่าปัจจุบันระหว่างการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่ (วิธีการวัดกระแสไฟฟ้าได้แนะนำไปแล้วก่อนหน้านี้ ผู้อ่านที่สนใจสามารถคลิกลิงก์ที่จุดเริ่มต้นของบทความเพื่อดูค่าเหล่านั้น)
บันทึกเวลา: บันทึกค่าปัจจุบันพร้อมกับการประทับเวลาที่เกี่ยวข้อง
ค่าบริการช่วงคำนวณ: คำนวณการเปลี่ยนแปลงประจุภายในแต่ละช่วงการสุ่มตัวอย่าง ix△t
สะสมค่าธรรมเนียม: สรุปความผันแปรของค่าธรรมเนียมตลอดช่วงการสุ่มตัวอย่างทั้งหมด
ประมาณการ SOC ปัจจุบัน: ประมาณการ SOC ปัจจุบันตามค่า SOC เริ่มต้นและความแปรผันของค่าธรรมเนียมสะสม
04 ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ
ความแม่นยำในการวัดปัจจุบัน: ความแม่นยำของการวัดกระแสส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำของการประมาณค่า SOC
การได้มาซึ่งความจุสูงสุด: ต้องได้รับพิกัดความจุของแบตเตอรี่อย่างถูกต้อง
ข้อจำกัดและการรวมอัลกอริธึมหลาย-: วิธีการรวมแอมแปร์{0}}ชั่วโมงไม่สามารถคำนึงถึงผลกระทบของอุณหภูมิของแบตเตอรี่ อายุ และปัจจัยอื่นๆ ที่มีต่อความจุของแบตเตอรี่ ในการใช้งานจริง โดยทั่วไปจะผสมกับวิธีการอื่น (เช่น วิธี Open Circuit Voltage [OCV]) เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการประมาณค่า SOC
