Kaj je stanje polnjenja?

Stanje napolnjenosti (SOC) je izraz, ki opisuje odstotek polne napolnjenosti, ki ostane v baterijah električnih ali hibridnih vozil. Ta koncept izraža, kako »polna« je baterija v odstotkih, pri čemer je 100 % popolnoma napolnjena in 0 % prazna ali prazna. SOC baterij ni mogoče določiti neposredno s preprosto vključitvijo merilnika ali merilnika v vezje. Za vzpostavitev SOC se uporabljajo štiri posredne metode. Te metode zahtevajo dostop do ohišja baterije ali zunanje izračune na podlagi odčitkov baterije.

Določanje količine uporabnega naboja, ki ostane v akumulatorju električnih in hibridnih vozil, ni tako preprosto, kot se morda zdi. Če preprosto vstavite voltmeter v vezje akumulatorja, lahko uporabnika vidite, da je nasedel na 10. luknji; odčitavanje napetosti baterije ni zanesljiv pokazatelj, kako dolgo lahko še vozi svojo določeno opremo. To je posledica dejstva, da je večina baterij, zlasti tistih, ki so zasnovane za električna vozila, zasnovana tako, da ohranjajo svojo nazivno napetost v celotnem obsegu učinkovitega polnjenja. To pomeni, da bo 12-voltna baterija še vedno vrnila meritev 12 voltov ali zelo blizu nje, tudi če nima zmogljivosti polnjenja, da bi zagotovila potreben tok za pogon vozila. Stanje napolnjenosti se lahko obravnava kot merilnik goriva za akumulatorska vozila in je kot merilna metoda zanesljiv pokazatelj učinkovite moči baterije.

Obstajajo štiri pogosto uporabljene metode za merjenje stanja napolnjenosti baterije. Prva je kemična analiza elektrolita. To je možno samo pri nezapečatenih baterijah in vključuje vstavljanje merilne sonde v vodo v bateriji. Ta sonda meri pH ali specifično težo vode v bateriji, odčitki pa se nato uporabijo za izračun SOC baterije.

Druga metoda je tokovna integracija, ki se izračuna z odmerjenimi odčitki iz akumulatorskega vezja. Ta metoda, znana tudi kot kulonsko štetje, za izračun vrednosti SOC uporablja odčitke toka akumulatorja, ki so matematično integrirani v obdobju uporabe. Čeprav je točna, ima trenutna integracija več pomanjkljivosti, kot sta premik izračunov skozi čas in pomanjkanje sklicevanja. Zaradi tega morajo akumulatorska vozila s to vrsto sistema stanja napolnjenosti redno kalibrirati merjenje.

Tretji sistem za merjenje napolnjenosti je tlačni test, ki zahteva tudi namestitev senzorja v ohišje baterije. Ta sistem temelji na težnji baterije, da razvije nastavljen tlak v ohišju, ko je popolnoma napolnjen. Ta tlak se razprši ali pade, ko se baterija izprazni, odčitki pa lahko v povezavi z izračuni polnjenja/praznjenja, ki temeljijo na Peukertovem zakonu, vrnejo natančne vrednosti SOC. Ta metoda je najučinkovitejša pri uporabi na nikelj-metal hidridnih NiMH baterijah.

Četrta metoda izračuna stanja napolnjenosti temelji na napetosti in uporablja precej zapleten izračun krivulje praznjenja za vrnitev vrednosti SOC. Sistem zagotavlja številne odčitke okolice, kot so temperatura baterije in vrednosti elektrokemične kinetike, da se to doseže. Čeprav je ta metoda na splošno dokaj natančna, je zaradi stabilnega napetostnega razpona baterij, omenjenega prej, težko izvajati.