SOCとは何ですか？
バッテリーの充電状態（SOC）は、現在利用可能な充電量と総充電容量の比率で、通常はパーセントで表されます。SOCを正確に計算することは、バッテリー管理システム（BMS）残りのエネルギーを決定し、バッテリー使用量を管理し、充電および放電プロセスを制御するバッテリーの寿命が延びます。
SOCを計算する主な方法は、電流積算法と開放電圧法の2つです。どちらにも長所と短所があり、それぞれ一定の誤差が生じます。そのため、実際のアプリケーションでは、精度を向上させるためにこれらの方法を組み合わせることがよくあります。
1. 電流積分法
電流積分法は、充電電流と放電電流を積分することでSOCを計算します。この方法の利点は、キャリブレーションが不要でシンプルなことです。手順は以下のとおりです。
- 充電または放電の開始時に SOC を記録します。
- 充電中および放電中の電流を測定します。
- 電流を積分して電荷の変化を見つけます。
- 初期 SOC と充電の変化を使用して現在の SOC を計算します。
式は次のとおりです。
SOC = 初期SOC + Q∫(I⋅dt)
どこI は電流、Q はバッテリー容量、dt は時間間隔です。
内部抵抗などの要因により、電流積分法にはある程度の誤差が生じることに注意することが重要です。さらに、より正確な結果を得るには、より長い充放電期間が必要になります。
2. 開放電圧法
開放電圧（OCV）法は、無負荷時のバッテリー電圧を測定することでSOCを計算します。電流測定を必要としないため、そのシンプルさが主な利点です。手順は以下のとおりです。
- バッテリー モデルと製造元のデータに基づいて、SOC と OCV の関係を確立します。
- バッテリーのOCVを測定します。
- SOC-OCV 関係を使用して SOC を計算します。
SOC-OCV曲線はバッテリーの使用状況や寿命によって変化するため、精度を維持するには定期的な校正が必要です。内部抵抗もこの方法に影響を与え、高放電状態では誤差が大きくなります。
3. 電流積分法とOCV法の組み合わせ
精度を向上させるために、電流積分法とOCV法を組み合わせることがよくあります。このアプローチの手順は次のとおりです。
- 電流積分法を使用して充電と放電を追跡し、SOC1 を取得します。
- OCV を測定し、SOC-OCV 関係を使用して SOC2 を計算します。
- SOC1 と SOC2 を組み合わせて最終的な SOC を取得します。
式は次のとおりです。
SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2
どこk1とk2は合計が1となる重み係数です。係数の選択は、バッテリーの使用状況、テスト時間、および精度によって異なります。通常、k1は長時間の充放電テストでは大きく、k2はより正確なOCV測定では大きくなります。
内部抵抗と温度も結果に影響するため、方法を組み合わせる場合は、精度を確保するため校正と補正が必要です。
結論
SOC算出の主な手法は電流積算法とOCV法ですが、それぞれ長所と短所があります。両手法を組み合わせることで、精度と信頼性を高めることができます。ただし、正確なSOC算出には、校正と補正が不可欠です。
投稿日時: 2024年7月6日
