Меню

Что означает soc для аккумулятора

Литиевая батарея Состояние заряда

Измерение уровня заряда литий-ионных аккумуляторов (SoC)

Литий-ионные батареи постоянно используются в самых разных приложениях. Чтобы обеспечить эффективное использование батареи и более длительный срок службы, системы управления батареями (BMS) работают. Последние BMS становятся все сложнее и вызывают более высокие накладные расходы на батарею. Расчетная SoC калибруется с использованием исходной зависимости напряжения холостого хода (OCV) от кривой SoC. Проведено сравнение разработанной системы с традиционными аналогами. Результаты демонстрируют превосходство предложенной системы более чем на третий порядок с точки зрения усиления сжатия и вычислительной эффективности при обеспечении аналогичной точности оценки SoC.

Определение и классификация оценки SOC

SOC — один из наиболее важных параметров для аккумуляторов, но его определение связано с множеством разных проблем. В общем, SOC батареи определяется как отношение ее текущей емкости () к номинальной емкости (). Номинальная емкость указывается производителем и представляет собой максимальное количество заряда, которое может храниться в аккумуляторе. SOC можно определить следующим образом:

Состояние заряда (SoC) уровень заряда электрической батареи относительно ее емкости. Единицы SoC — процентные точки (0% = пусто; 100% = полно). Альтернативной формой той же меры является глубина разряда (DoD), обратная SoC (100% = пустой; 0% = полный).

Существует несколько способов измерения состояния заряда литий-ионных аккумуляторов (SoC) или Глубина разряда (DoD) для литиевой батареи. Некоторые методы довольно сложны в реализации и требуют сложного оборудования (спектроскопия импеданса или ареометр для свинцово-кислотных аккумуляторов).

Мы подробно расскажем о двух наиболее распространенных и простых методах оценки состояния заряда батареи: метод измерения напряжения или Напряжение холостого хода (OCV) и метод подсчета кулонов.

1 / Оценка SoC с использованием метода напряжения холостого хода (OCV)

Все типы аккумуляторов имеют одну общую черту: напряжение на их выводах уменьшается или увеличивается в зависимости от уровня их заряда. Напряжение будет самым высоким, когда батарея полностью заряжена, и самым низким, когда она разряжена.

Это соотношение между напряжением и SOC напрямую зависит от используемой аккумуляторной технологии. В качестве примера на диаграмме ниже сравниваются кривые разряда свинцовой батареи и литий-ионной батареи.

Можно видеть, что свинцово-кислотные батареи имеют относительно линейную кривую, которая позволяет хорошо оценить состояние заряда: для измеренного напряжения можно довольно точно оценить значение соответствующей SoC.

Однако литий-ионные батареи имеют гораздо более пологую кривую разряда, что означает, что в широком рабочем диапазоне напряжение на клеммах батареи изменяется очень незначительно.

Литий-железо-фосфатная технология имеет самую ровную кривую разряда, что очень затрудняет оценку SoC с помощью простого измерения напряжения. Действительно, разница напряжений между двумя значениями SoC может быть настолько малой, что невозможно оценить состояние заряда с хорошей точностью.

На приведенной ниже диаграмме показано, что разница в измерении напряжения между значением DoD 40% и 80% составляет около 6.0 В для батареи 48 В в свинцово-кислотной технологии, в то время как она составляет всего 0.5 В для литий-железо-фосфатного!

Однако откалиброванные индикаторы заряда могут использоваться специально для литий-ионных аккумуляторов в целом и литий-железо-фосфатных аккумуляторов в частности. Точное измерение в сочетании с смоделированной кривой нагрузки позволяет получать измерения SoC с точностью от 10 до 15%.

2 / Оценка SoC с использованием метода счета кулонов

Наиболее интуитивно понятный метод отслеживания состояния заряда при использовании аккумулятора — это отслеживать ток, интегрируя его во время использования элемента. Эта интеграция напрямую дает количество электрических зарядов, введенных или снятых с батареи, что позволяет точно количественно определить SoC батареи.

В отличие от метода OCV, этот метод может определять изменение состояния заряда во время использования батареи. Для проведения точных измерений не требуется, чтобы батарея находилась в состоянии покоя.


Кулоновский счетчик

Хотя измерение тока выполняется с помощью прецизионного резистора, могут возникать небольшие ошибки измерения, связанные с частотой дискретизации. Чтобы исправить эти предельные ошибки, счетчик кулонов повторно калибруется при каждом цикле загрузки.

Читайте также:  Часы amazfit bip замена аккумулятора

Литий-ионный Состояние заряда (SoC) измерение, выполненное с помощью подсчета кулонов, допускает погрешность измерения менее 1%, что позволяет очень точно определять оставшуюся в батарее энергию. В отличие от метода OCV, подсчет кулонов не зависит от колебаний заряда батареи (которые вызывают падение напряжения батареи), а точность остается постоянной независимо от использования батареи.

Источник

Soc аккумулятора что это

State of Health (буквально — состояние здоровья, так же SOH, может быть переведено как степень работоспособности аккумулятора) — это величина, отражающая текущее состояние аккумулятора (или аккумуляторной ячейки, или аккумуляторной батареи) по сравнению с его идеальным состоянием. Единицами измерения SOH являются проценты.

Обычно SOH составляет 100% в начале работы аккумулятора и с течением времени в зависимости от условий работы постепенно снижается, пока аккумулятор не достигнет неработоспособного состояния. Однако если производитель при изготовлении аккумулятора не удовлетворил все спецификации, то величина SOH в начале работы может быть и менее 100%.

Содержание

Использование SOH [ править | править код ]

  1. Подсистема управления аккумулятором вычисляет SOH.
  2. Полученный SOH сравнивается с порогом для определения пригодности аккумулятора к использованию в текущем приложении.

В зависимости от критичности приложения может быть задана та или иная величина порога SOH, при котором аккумулятор будет считаться неработоспособным. Также может быть выполнена оценка оставшегося времени жизни аккумулятора.

Вычисление SOH [ править | править код ]

Поскольку SOH не соответствует напрямую никакому физическому параметру, не существует общеупотребительного метода определения SOH. Разработчики могут использовать как по отдельности, так и комбинации (например, с помощью использования весовых коэффициентов) следующих параметров:

  • Выходное сопротивление аккумулятора/импеданс/проводимость,
  • Величину разрядной ёмкости аккумулятора/полной ёмкости,
  • Величину саморазряда,
  • Величину зарядной ёмкости аккумулятора,
  • Количество циклов заряда-разряда.

Величина порога [ править | править код ]

Поскольку SOH является условной величиной, то и выбор порогов для определения работоспособности аккумулятора в целом зависит только от разработчика. Так, в критичных системах он может достигать 90%, тогда как для общеупотребительных систем его величина в 50% или ниже будет считаться вполне приемлемой.

С приходом зимы появились у меня небольшие тревоги о состоянии аккумулятора. Езжу на машине не каждый день и обычно не очень далеко. После недельного простоя при температурах ниже -10 стартер явно крутит с трудом. Не то чтобы это повод для тревоги и в принципе причина понятна. Не заряжается он полностью и его просто нужно подзарядить, и тут ничего интересного и необычного нет.
Но вот те самые легкие тревоги сподвигли меня поизучать теорию и наткнулся я в сети на одну, на мой взгляд интересную статью.

В ней описывается метод мониторинга SOH (State Of Health) автомобильного аккумулятора. Есть еще одна популярная аббревиатура SOC (State Of Charge) которая используется для обозначения уровня заряженности аккумулятора, с ней все не так интересно. Для определения SOC достаточно отключить аккумулятор (лучше на пару часов), потом измерить напряжение на клеммах и температуру окружающей среды и по табличке найти плюс/минус количество процентов заряда. Фактически можно ничего не отключать, просто нужно убедиться, что тяжелых потребителей на аккумуляторе не было в течение предидущих часа/двух, и тогда мы не сильно ошибемся с процентами.

Выглядит эта табличка так:

Параметр SOH нужен для определения степени химической, необратимой деградации батареи.

Автор статьи предлагает определять степень «живости» аккумулятора по графику просадки напряжения во время прокручивания двигателя стартером.
По утверждению автора, у хорошего аккумулятора первый минимум на графике должен быть ниже второго

у плохого аккумулятора наоборот, второй минимум будет ниже первого.

Hello to all gadgets.

It was always interesting to know the «health» of the battery in the car, and now that all the friends, acquaintances and children have bought cars, it has become even more interesting. And here he is, the BAT-500, an analyzer of the condition of any car batteries, and not only that, bought on 11.11 for 1.2 rubles on Aliexpress. On the expanses of Drive2 and on YouTube specifically I did not find such a model, so a small review on the device, maybe someone will be interested.

Читайте также:  Аккумулятор atlas bx 110d26l

Description of those. device characteristics:
1. The tester checks all lead-acid batteries, including ordinary lead-acid batteries with liquid electrolyte, batteries with AGM technology with flat plates and AGM with spiral plates, Gel batteries, and EFB batteries.
2. Detects the poor condition of the plates.
3. Has reverse polarity protection when connected to the battery incorrectly, while the reverse, incorrect connection will not damage the tester and will not affect the vehicle and battery.
4. Can test incompletely charged batteries — in most cases there is no need for a full charge until testing.
5. The testing standard currently includes most of the most famous standards in the world: EN, DIN, CCA, BCI, CA, MCA, JIS, IEC, SAE, GB.
6. Supports several languages (there is Russian, but there are small jambs of the interface that are not fundamental)
7. Range 100-800A
8. Checking the operation of the generator and the diode bridge.
9. The device has a USB connector, presumably for the ability to print test results.
When connecting to the computer, the device was not determined, I could not find the driver yet. Also, presumably inside there is another USB connector for updating the firmware (analogs have one).
There is no manual on the device, the Chinese did not give, he says, and so everything is clear. In general, as usual, we do everything by the method of scientific poking, since the device has protection, it should not burn itself and harm the battery. The device is not large, quite well done. I was very pleased with the quality cable with crocodiles.

The first to be tested were two Panasonic industrial lead batteries on hand at home. The batteries are not very powerful, I thought that nothing could be measured at all, but fortunately everything turned out. At the time of the check, they lay for several months without recharging (the batteries are almost new), I will give data on one of them, because similar data:

* The starting current of these batteries is not known since they are used in UPS systems; accordingly, the minimum acceptable value was 100A.

SOН — an indicator of the degree of battery performance, capacity, max = 100% ru.wikipedia.org/wiki/State_of_Health
SOC — charge level, max = 100%
en.wikipedia.org/wiki/State_of_charge

SOH-61%
SOC-53%
Battery Voltage = 12.32B
Current declared — 100A SAE
Current measured — 70A
Verdict — good battery

After recharging:
SOH-92%
SOC-98% (did not wait for the charger to turn off, I’m sure it would reach 100%)
Battery Voltage = 12.92V
Current declared — 100A SAE
Current measured — 140A
Verdict — good battery

Conclusion: after recharging, the battery’s performance, its nominal capacity and voltage correspond to almost new, as it is in reality.

Next, the Coogee battery (40 months car) 80a / h 700A / SAE was checked:
The air temperature at the time of measurement was -9, the car did not go for 4 days:

mode — the battery is removed from the car:
SOH-86%
SOC-85%
Voltage at battery terminals = 12.5V
Current declared — 700A
Current measured — 650A
Verdict — good battery

Читайте также:  Аккумуляторы voxtel tjb 1

mode — the battery during charging (idle + at the same time 5sec * 2500rpm):
SOH-97%
SOC-58% (the value in this case is not entirely clear, the generator efficiency at XX or what?)
Voltage at battery terminals = 12.34V
Current declared — 700A
Current measured — 695A
Verdict — good battery

Judging by the readings of the device, the battery is in good condition, but we need to deal with undercharging. The same generator and diode bridge work fine. It is not clear the purpose of the modes before / after charging.
Here I found instructions for a similar device, a link to anyone interested: yadi.sk/d/nKdzBU7zzji5Q

That’s all.
A normal tester for the home, with its pros and cons, and of course, without claims for professional use.

Well, the price is beyond competition, for this money, you can only buy an LED indicator.
Good to all.

Источник

Состояние заряда и здоровья аккумулятора, а также условия замены автомобильного аккумулятора

Состояние заряда аккумулятора (SOC)

Состояние заряда автомобильной батареи выражается в виде напряжения (OCV) и представляет собой силу, используемую для проворачивания, известного как ток холодного пуска (CCA), через цепь стартера к двигателю.

Предполагая, что батарея полностью заряжена с высоким OCV и имеет хорошее состояние здоровья (SOH), высокий OCV позволит батарее многократно подавать достаточное количество CCA для запуска двигателя и достижения приблизительно 100% его пусковой емкости.

Если у батареи низкий OCV, ее способность отдавать пусковой ток через цепь стартера снижается, что приводит к возможному незапуску, даже если у батареи хороший SOH.

Состояние здоровья аккумулятора (SOH)

SOH автомобильного аккумулятора выражается в амплитуде холодного пуска (CCA) и представляет собой пусковую мощность, которую OCV способен подавать к стартеру через цепь стартера.

Каждый раз, когда батарея разряжается и перезаряжается (циклически), небольшое количество материала пластины, которое химически реагирует с серной кислотой в растворе электролита с образованием электричества, постоянно теряется.

Со временем и в зависимости от таких факторов, как рабочая температура, рабочее состояние заряда и рабочий цикл, это естественное использование материала пластины в конечном итоге приведет к медленному, но неуклонному снижению SOH батареи и ее способности производить CCA, требуемый для запуска двигателя.

Хотя невозможно определить максимальный или минимальный ожидаемый срок службы батареи из-за возможных изменений условий работы батареи, это старение и износ в конечном итоге приведут к отказу батареи при запуске двигателя.

Неисправность аккумуляторной батареи и диагностика

Принимая во внимание эти два рабочих состояния автомобильной батареи, легко спутать SOC с SOH и сделать неверные диагностические предположения, когда происходит сбой батареи.

Если уровень заряда батареи низкий, но он имеет хорошую возможность запуска двигателя SOH, его можно восстановить, зарядив аккумулятор и восстановив его способность выдавать имеющийся CCA через цепь стартера.

Однако, если SOC высокий, но SOH низкий, так как материал пластины аккумулятора со временем ухудшился до уровня, который не может удовлетворить требования, предъявляемые к нему стартером, может возникнуть ситуация незапуска, даже если аккумулятор полностью заряжен заряжена.

SOH батареи и ее способность поставлять высокий уровень CCA становится еще более важным в холодные зимние месяцы. Это связано с тем, что способность батареи обеспечивать максимально доступную CCA уменьшается примерно на 30% при 0 C. Однако требования к CCA цепи стартера возрастают, чтобы преодолеть такие условия, как повышенная вязкость моторного масла и сниженные допуски на компоненты двигателя.

Поэтому возможно иметь батарею, которая полностью заряжена с хорошим OCV, которая уже не сможет запустить двигатель, так как SOH и ее способность выдавать высокие уровни CCA достигли уровня, который не в состоянии удовлетворить требования для прокрутки стартера.

Источник

Adblock
detector