SOC 계산 방법

SOC란 무엇인가요?

배터리의 충전 상태(SOC)는 현재 충전량을 총 충전 용량으로 나눈 값으로, 일반적으로 백분율로 표시됩니다. SOC를 정확하게 계산하는 것은 매우 중요합니다.배터리 관리 시스템(BMS)남은 에너지를 확인하고 배터리 사용량을 관리하는 데 도움이 됩니다.충전 및 방전 프로세스 제어따라서 배터리의 수명이 연장됩니다.

SOC를 계산하는 데 사용되는 두 가지 주요 방법은 전류 적분법과 개방 회로 전압법입니다. 두 방법 모두 장단점이 있으며, 각각 특정 오차를 발생시킵니다. 따라서 실제 적용에서는 정확도 향상을 위해 이러한 방법을 결합하는 경우가 많습니다.

 

1. 전류 적분 방법

현재의 적분 방법은 충전 전류와 방전 전류를 적분하여 SOC를 계산합니다. 이 방법의 장점은 교정이 필요 없어 간편하다는 것입니다. 단계는 다음과 같습니다.

1. 충전이나 방전을 시작할 때 SOC를 기록합니다.
2. 충전과 방전 시 전류를 측정합니다.
3. 전류를 적분하여 전하의 변화를 구합니다.
4. 초기 SOC와 요금 변경을 사용하여 현재 SOC를 계산합니다.

공식은 다음과 같습니다.

SOC=초기 SOC+Q∫(I⋅dt)​

어디I는 전류이고, Q는 배터리 용량이며, dt는 시간 간격입니다.

내부 저항 및 기타 요인으로 인해 현재 적분 방식은 어느 정도 오차가 있다는 점에 유의해야 합니다. 더욱이, 더 정확한 결과를 얻으려면 더 긴 충전 및 방전 시간이 필요합니다.

 

2. 개방 회로 전압 방법

개방 회로 전압(OCV) 방식은 무부하 상태에서 배터리 전압을 측정하여 SOC를 계산합니다. 전류 측정이 필요 없다는 것이 가장 큰 장점입니다. 단계는 다음과 같습니다.

1. 배터리 모델과 제조업체 데이터를 기반으로 SOC와 OCV 간의 관계를 설정합니다.
2. 배터리의 OCV를 측정합니다.
3. SOC-OCV 관계를 사용하여 SOC를 계산합니다.

SOC-OCV 곡선은 배터리 사용량과 수명에 따라 변하므로 정확도를 유지하려면 주기적인 교정이 필요합니다. 내부 저항 또한 이 방법에 영향을 미치며, 고방전 상태에서는 오차가 더 큽니다.

 

3. 전류 통합 및 OCV 방법 결합

정확도를 높이기 위해 현재의 적분법과 OCV법을 결합하는 경우가 많습니다. 이 접근법의 단계는 다음과 같습니다.

1. 전류 통합 방법을 사용하여 충전 및 방전을 추적하여 SOC1을 얻습니다.
2. OCV를 측정하고 SOC-OCV 관계를 사용하여 SOC2를 계산합니다.
3. SOC1과 SOC2를 결합하여 최종 SOC를 구합니다.

공식은 다음과 같습니다.

SOC=k1⋅SOC1+k2⋅SOC2

어디k1과 k2는 합이 1이 되는 가중 계수입니다. 계수 선택은 배터리 사용량, 테스트 시간 및 정확도에 따라 달라집니다. 일반적으로 k1은 충전/방전 테스트 시간이 길수록, k2는 OCV 측정이 더 정확할수록 더 큽니다.

여러 방법을 결합할 때 정확성을 보장하려면 교정과 보정이 필요합니다. 내부 저항과 온도도 결과에 영향을 미치기 때문입니다.

 

결론

현재 SOC 계산의 주요 기법은 적분법과 OCV법이며, 각각 장단점이 있습니다. 두 방법을 결합하면 정확도와 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 하지만 정밀한 SOC 측정을 위해서는 보정 및 교정이 필수적입니다.