Méthodes de calcul du SOC

Qu'est-ce que le SOC ?

L'état de charge (SOC) d'une batterie est le rapport entre la charge disponible et la capacité de charge totale, généralement exprimé en pourcentage. Le calcul précis du SOC est crucial dans uneSystème de gestion de batterie (BMS)car cela permet de déterminer l'énergie restante, de gérer l'utilisation de la batterie, etcontrôler les processus de charge et de décharge, prolongeant ainsi la durée de vie de la batterie.

Les deux principales méthodes de calcul de l'état de charge (SOC) sont la méthode d'intégration du courant et la méthode de la tension en circuit ouvert. Chacune présente des avantages et des inconvénients, et introduit certaines erreurs. C'est pourquoi, en pratique, ces méthodes sont souvent combinées pour améliorer la précision.

 

1. Méthode d'intégration actuelle

La méthode d'intégration actuelle calcule l'état de charge (SOC) en intégrant les courants de charge et de décharge. Son avantage réside dans sa simplicité, puisqu'elle ne nécessite aucun étalonnage. Les étapes sont les suivantes :

1. Enregistrez l'état de charge (SOC) au début de la charge ou de la décharge.
2. Mesurer le courant pendant la charge et la décharge.
3. Intégrez le courant pour trouver la variation de charge.
4. Calculez l'état de charge actuel (SOC) en utilisant l'état de charge initial et la variation de charge.

La formule est :

SOC=SOC initial+Q∫(I⋅dt)​

oùI représente le courant, Q la capacité de la batterie et dt l'intervalle de temps.

Il est important de noter qu'en raison de la résistance interne et d'autres facteurs, la méthode d'intégration de courant présente une marge d'erreur. De plus, elle nécessite des cycles de charge et de décharge plus longs pour obtenir des résultats plus précis.

 

2. Méthode de la tension en circuit ouvert

La méthode de la tension en circuit ouvert (OCV) calcule l'état de charge (SOC) en mesurant la tension de la batterie lorsqu'il n'y a pas de charge. Sa simplicité est son principal avantage, car elle ne nécessite pas de mesure du courant. Les étapes sont les suivantes :

1. Établir la relation entre l'état de charge (SOC) et la tension en circuit ouvert (OCV) en fonction du modèle de batterie et des données du fabricant.
2. Mesurez la tension en circuit ouvert (OCV) de la batterie.
3. Calculez le SOC en utilisant la relation SOC-OCV.

Il est à noter que la courbe SOC-OCV évolue en fonction de l'utilisation et de la durée de vie de la batterie, ce qui nécessite un étalonnage périodique pour garantir sa précision. La résistance interne influe également sur cette méthode, et les erreurs sont plus importantes à des niveaux de décharge élevés.

 

3. Combinaison des méthodes d'intégration de courant et de tension en circuit ouvert

Pour améliorer la précision, les méthodes d'intégration et de validation croisée (OCV) actuelles sont souvent combinées. Les étapes de cette approche sont les suivantes :

1. Utilisez la méthode d'intégration actuelle pour suivre la charge et la décharge, en obtenant le SOC1.
2. Mesurez la tension en circuit ouvert (OCV) et utilisez la relation SOC-OCV pour calculer le SOC2.
3. Combinez SOC1 et SOC2 pour obtenir le SOC final.

La formule est :

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

oùLes coefficients k1 et k2 sont des coefficients de pondération dont la somme est égale à 1. Leur choix dépend de l'utilisation de la batterie, de la durée du test et de la précision requise. Généralement, k1 est plus élevé pour les tests de charge/décharge longs, et k2 est plus élevé pour des mesures de tension en circuit ouvert (OCV) plus précises.

Un étalonnage et une correction sont nécessaires pour garantir la précision lors de la combinaison de méthodes, car la résistance interne et la température ont également une incidence sur les résultats.

 

Conclusion

La méthode d'intégration du courant et la méthode OCV sont les principales techniques de calcul de l'état de charge (SOC), chacune présentant ses avantages et ses inconvénients. La combinaison de ces deux méthodes permet d'améliorer la précision et la fiabilité. Toutefois, l'étalonnage et la correction sont indispensables pour une détermination précise du SOC.