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BMS未准确定义SOC何来高精度(一)

本文摘要:SOC(stateofcharge)算法仍然是电池管理系统(BMS)研发应用于的关键技术之一。因此辩论SOC算法的技术文章很少见,企业对SOC估计的高精度也往往是宣传的亮点。而关于SOC详细的说明和定义却鲜少被考虑到,从而造成了SOC算法结果的参考价值大打折扣。显而易见若SOC的概念都是模糊不清的,又反问准确的SOC呢?因此作者期望通过本文分析几种维度下的SOC值,以及这些SOC值的起到。

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SOC(stateofcharge)算法仍然是电池管理系统(BMS)研发应用于的关键技术之一。因此辩论SOC算法的技术文章很少见,企业对SOC估计的高精度也往往是宣传的亮点。而关于SOC详细的说明和定义却鲜少被考虑到,从而造成了SOC算法结果的参考价值大打折扣。显而易见若SOC的概念都是模糊不清的,又反问准确的SOC呢?因此作者期望通过本文分析几种维度下的SOC值,以及这些SOC值的起到。

粗率的说道,SOC=剩下容量/额定容量,而要精确阐释SOC的意义就要对计算出来的分母——额定容量(TotalCapacity)和分子——剩下容量(ResidualCapacity)展开更加缜密的定义。以下是某些企业和的组织关于SOC的定义:(1)美国先进设备电池联合会(USABC)在其《电动汽车电池实验手册》中定义SOC为:电池在一定静电倍率下,剩下电量与完全相同条件下额定电量(Ah)的比值。

(2)韩国起亚汽车公司定义SOC为:SOC=剩下能用能量/总的能用能量(Wh)。(3)日本本田公司电动汽车EVPlus定义SOC为:SOC=剩下电量/(额定电量-电量波动);剩下电量(Ah)=额定电量-清净静电量-自放电量-温度补偿电量。SOC算法首要的难题乃是针对有所不同的“功能市场需求”展开额定容量和剩下容量的定义,同时这两个参数一旦从有所不同的性质维度、温度维度、电池生命周期维度去仔细观察,则有可能计算出来出有有所不同的SOC值。

首先说明什么是“功能市场需求”。在计算出来出有电池组系统的SOC值后,有多个功能模块将调用SOC值作为其的输出,同时有所不同的功能模块调用SOC值的市场需求也不尽相同。大体可以将“功能市场需求”分成三类:1.用户参照市场需求:第一类是最少见的市场需求,即用户必须对电池系统剩下的能用能量展开评估,从而决策对产品的用于方式。

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因此用户更加在乎的是与运营距离或用于时间对应的SOC关系。2.整车控制策略参照市场需求:第二类是整车控制策略必须参照的SOC值,从而对行经策略展开管理。

特别是在是混动汽车必须将SOC值一直掌控在合适的区域内,从而构建节能减排(SOC无法太高,保证刹车能量能尽量多的重复使用),提高性能(SOC无法太低,保证加快过程的大功率输入),提升能量效率(维持在较低内阻SOC区间运营),缩短电池寿命(维持长年运营深充浅敲)的起到。因此整车控制器更加在乎的是功率特性和寿命波动对应的SOC关系。3.电池管理算法参照市场需求:第三类是电池管理算法中必须参照的SOC值,由于电池组系统将随着用于和不了了之从BOL状态向EOL状态过渡性,而BMS则必须对电池系统仅有生命周期展开管理。

因此电池管理算法更加在乎的是在内部有一个基准,使算法在BOL和EOL之间的任一状态寻找可以相互等价的SOC关系。类似于工程经济学中利用时间价值模型将有所不同阶段的资金通过折现亲率算法(discountrate)计算出来,从而展开转化成或较为。由此可见要符合有所不同“功能模块”对SOC值的参照市场需求,SOC值的含义必须更加多元,对有所不同功能输入的SOC值要更加精准。

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接下来我们就必须辩论该从哪几个维度去定义SOC值:1.容量性质维度展开容量分数运算的时候我们可以根据电荷守恒定律自由选择以安时(Ah)为单位,也可以根据能量守恒定律自由选择以瓦时(Wh)为单位。如下图右图,以容量C为X轴,以电压V为Y轴。有所不同温度下1C静电累计在X轴上的点为当前温度下电池的电量(mAh),而各个静电曲线与X、Y轴构成的面积为当前温度下电池的能量(wh)。

从图中可以显现出在低温环境下电池电压平台明显上升,因此在低温下即使总电量损失不显著,但总能量将大大降低。因此当SOC值被用作取决于续航的时候,似乎用能量(Wh)这个维度密切相关更为合适。举例:如果用电量(Ah)的维度来计算出来,将不会经常出现100%至50%的过程比50%至0%所获释的能量(wh)多的情况,用户可能会因此对续航作出过分悲观的辨别,造成半路撞毁。

这就是第一个要考虑到的定义容量性质的维度。


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