Giải phẫu hệ thống quản lý pin (BMS)
Ước tính trạng thái sạc pin (SOC) thông qua Phương pháp tích hợp Ampe{0}}giờ
01 Công thức toán học
Phương pháp tích hợp Ampe-giờ (còn được gọi là Đếm Coulomb) là một kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để ước tính SOC của pin. Nguyên tắc cơ bản của nó là tích hợp dòng điện theo thời gian để xác định sự thay đổi SOC của pin.
Công thức toán học để tính SOC như sau:
Ở đâu:
SOC0: SOC ban đầu (Trạng thái tính phí)
Qn: Dung lượng danh định/định mức của pin
η: Hiệu suất Coulomb (tính đến hiệu suất nạp/xả)
I(r): Dòng điện thời gian thực- (được xác định là dương trong quá trình sạc và âm trong khi phóng điện)
02 Ví dụ chi tiết về tích hợp Ampe-giờ
Để hiểu kỹ cơ chế tính toán của phương pháp Tích hợp Ampe-giờ trong điều kiện vận hành động, chúng ta hãy phân tích một nghiên cứu điển hình liên quan đến việc tích hợp dòng điện-theo thời gian thực.
Bước 1: Xác định SOC ban đầu và dung lượng pin
Giả sử SOC ban đầu của pin là 100% (trạng thái sạc đầy) và công suất định mức của pin là 100 Ah (Ampere{2}}giờ).
Bước 2: Ghi lại hiện tại và thời gian
Ghi lại hồ sơ hiện tại của pin theo thời gian trong một khoảng thời gian cụ thể.
Giờ thứ nhất: Pin phóng điện với dòng điện không đổi -5 A.
Giờ thứ 2: Pin tiếp tục xả và dòng điện thay đổi thành -3 A.
Giờ thứ 3: Pin đang sạc và dòng điện thay đổi thành +2 A.
Lưu ý: Dòng điện âm trong quá trình xả và dương trong quá trình sạc.
Bước 3: Tính toán sự thay đổi mức sạc pin (\\(Q\\))
Theo công thức tính điện tích:Q=i*t
Giờ thứ nhất: △Q1=-5A×1h =-5À
Giờ thứ 2: △Q2=-3A×1h =-3À
Giờ thứ 3:△Q3=+2A×1h =+2À
Tổng phí thay đổi: △Q=△Q1+△Q2+△Q3=(-5Ah)+(-3Ah)+(+2Ah) =-6À
Bước 4: Tính SOC hiện tại
100%SOC=100%+(-6Ah/100Ah)×100%=94%
03 Quy trình tính toán
Dựa vào ví dụ trên, quy trình tính toán của phương pháp Tích hợp Ampe{0}}giờ có thể được tóm tắt như sau:
Đo hiện tại: Đầu tiên, đo các giá trị dòng điện trong quá trình sạc và xả pin (các phương pháp đo dòng điện đã được giới thiệu trước đây, bạn đọc quan tâm có thể bấm vào link đầu bài để xem).
Ghi lại thời gian: Ghi lại các giá trị hiện tại cùng với dấu thời gian tương ứng của chúng.
Tính phí trong kỳ: Tính toán sự thay đổi điện tích trong mỗi chu kỳ lấy mẫu ix△t.
Phí tích lũy: Tổng hợp các biến thể điện tích trong tất cả các giai đoạn lấy mẫu.
Ước tính SOC hiện tại: Ước tính SOC hiện tại dựa trên giá trị SOC ban đầu và sự thay đổi điện tích tích lũy.
04 Những cân nhắc chính
Độ chính xác đo hiện tại: Độ chính xác của phép đo dòng điện ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của ước tính SOC.
Đạt được công suất định mức: Dung lượng định mức của pin phải được lấy chính xác.
Những hạn chế và sự kết hợp nhiều{0}}thuật toán: Phương pháp tích hợp Ampe-giờ không thể tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ pin, độ cũ và các yếu tố khác đến dung lượng pin. Trong các ứng dụng thực tế, nó thường được kết hợp với các phương pháp khác (chẳng hạn như phương pháp Điện áp mạch hở [OCV]) để nâng cao độ chính xác của ước tính SOC.
