干货 | SOC和SOH定义

作者:储电侠 来源:鲍教授说电池

和电池打交道的都绕不开SOX,今天聊一下SOC和SOH,这里说的SOC和SOH和BMS里面的还是有较大差距,属于理论版和简化版,但是用于大数据分析也够用。

主要资料来源于USABC。

定义一(USABC,Battery Technology Life Verification Test Manual, February 2005)

State of Charge (SOC)-The available capacity in a battery expressed as a percentage of actual capacity. This is normally referenced to a constant current discharge at the C1/1 rate. For this manual, it may also be determined by a voltage obtained from a correlation of capacity to voltage fixed at beginning of life. SOC = (100 – DOD) if the rated capacity is equal to the actual capacity, %.

SOC=可用容量/实际容量。

实际容量=1C恒流放电容量。

定义二(USABC,United States Advanced Battery Consortium Battery Test Manual For Electric Vehicles, JUNE 2015)

State of Charge (SOC)-an estimate of the device charge capability expressed as a percentage of the BOL rated or operating capacity and typically reached by obtaining specified voltages.

SOC=充电能力/BOL额定容量或者运行容量。

充电能力即从放空至充满的充电容量;BOL额定容量即额定容量;运行容量即实际容量。

现实问题

以上SOC定义在EV大数据应用过程中均面临实际容量不可知的难题,因为根本 不具备条件进行1C恒流放电来测试实际容量。

此外,BMS给出的SOC就像薛定谔的猫一样,根本无法知道SOC是否准确。如果相信BMS给出的SOC准确,那么市场上那么多SOC不准确的案例不应该发生;如果相信BMS给出的SOC不准确,那么需要基于GBT 32960.3-2016定义的数据进行SOC计算。可用的字段有总电压、总电流、电池单体电压最高值、电池单体电压最低值、最高温度值、最低温度值,这些字段的采样周期为30S。基于公式(2)推导,由于实际充电过程极少从放空至充满的情况,因此取充电起始和充电截止的差值(△SOC),充电容量通过积分得到,关键问题转换为充电起始和充电截止SOC的识别。

SOC可通过OCV与容量在BOL时的关系获得。

通过OCV-SOC-T组成的MAPPING表即可求得SOC,那么OCV如何选取?

USABC中定义了两个稳定条件,即SOC稳定条件和电压稳定条件,至此,实际容量计算理论依据基本解决。

Stable SOC (state of charge) Condition – For a device at thermal equilibrium, its state of charge under clamped voltage conditions is considered to have reached a stable value when the current declines to less than 1% of its original or limiting value, averaged over at least 5 minutes. (For example, if a device is discharged at a C1/1 rate and then clamped at a final voltage, the SOC would be considered stable when the current declines to 0.01 C1/1 or less.)

稳定SOC为热平衡时电流小于0.01C且持续时间超过5min时的SOC。

Stable Voltage Condition – For a device at thermal equilibrium, its open circuit voltage (OCV) is considered stable if it is changing at a rate of less than 1% per hour when measured over at least 30 minutes. (Note that a stable voltage condition can also be reached by setting an arbitrary OCV rest interval (e.g., 1 hour), which is long enough to ensure that voltage equilibrium is reached at any SOC and temperature condition of interest. This is much simpler to implement with most battery testers than a rate-of-change criterion. However, it would result in a longer test and in longer rest intervals, which could be undesirable if a device had high self-discharge at the temperature where the test was conducted.)

稳定电压为热平衡时OCV在30min内变化率小于1%/h。

USABC中对SOH也进行了定义

State-of-health (SOH) – The present fraction of allowable performance deterioration remaining before EOL. (SOH = 100% at beginning of life and 0% at end of life.)

SOH=可用性能剩余的比例。

SOH这里进行简化,只看容量。

由于容量与温度有强依赖关系,因此需要对额定容量进行温度补偿,补偿后的SOH公式见公式(5)。LG-E63电芯的容量与温度依赖关系如表1所示,绘制散点图并进行拟合,结果如图1所示。将电池平均温度代入拟合公式即可得到温度补偿后的额定容量。

表1 LG-E63电芯的容量与温度依赖关系

图1 散点图及拟合曲线

实际情况,充电温度一般在0℃以上,特别是充电截止温度一般在10℃以上,因此额定容量的补偿量不大。图2中不同区域乘用车月平均电池启动温度情况也证实了电池的充电温度一般在0℃以上。

图2 不同区域乘用车月平均电池启动温度情况(中国新能源汽车大数据研究报告2018)

综上,SOC和SOH定义完毕,希望对对家有帮助。

来源:鲍教授说电池

(0)

相关推荐

  • 学术简报︱动力电池健康状态检测的新方法及梯次利用方案

    摘要 华北电力大学分布式储能与微网河北省重点实验室.中国汽车技术研究中心有限公司.国网湖北省电力公司检修公司的研究人员颜湘武.邓浩然.郭琪.曲伟,在2019年第18期<电工技术学报>上撰文 ...

  • 技术突破,爱达荷州国家实验室验证了1,000次充放电

    先进锂离子电池公司 Zenlabs Energy 宣布,爱达荷州国家实验室(INL)已成功测试了其高能硅阳极袋状电池充放电 1,000 多次.Zenlabs 从 United States Advan ...

  • 【学术论文】基于容量和电压的混合最优控制均衡

    摘要 电动汽车中动力电池的单体之间会逐渐出现不一致性,从而大大降低电池包的性能和使用寿命.针对此问题提出了一种新颖的基于容量和电压的混合最优控制均衡方案,该方案优先进行容量均衡,同时结合电压均衡对电池 ...

  • 电池剩余容量估算方法综述

    会议通知|EITRT 2019 参会注册 长按识别左侧二维码,登录报名网站(先注册网站会员,然后提交报名信息) 会议微信号 摘要 北京理工大学.北京理工大学珠海学院的研究人员杨若岑.冬雷.廖晓钟.王飞 ...

  • 干货 | 电源分配规则定义

    什么是电源分配 以MQB平台为例,主要有: 电源属性分配(点火信号) 保险丝供电负载系统: 整车电气架构系统: 电源分配原则_VW车型电源属性介绍 电源分配原则_使用单独保险丝负载特征 什么功能推荐使 ...

  • 运营干货 | 如何定义「可付诸行动」的指标

    数据和指标是不同的,数据只是一个数字,而指标是设计的结果,是以目标为导向的.虽然数据已成为企业的一种"新货币",在拥有更多数据货币的同时,企业一定更希望将其应用于业务增长,迅速获取 ...

  • 推广干货:如何定义新增用户?

    诸葛君说:我们在产品运营的实践中,对于新增用户的定义不完全相同,有的将购买定义为新增用户,有的将注册定义为新增用户,有的将打开定义为新增用户,那么,对于具体的产品而言,又该如何去定义新增用户呢? 本文 ...

  • 干货 | 圆锥曲线的定义辨析以及利用定义求距离之和的最值

    圆锥曲线的定义 1.圆:平面中,到定点的距离等于定长r(r>0) 2.椭圆:在平面中,到两定点F1.F2的距离之和为常数2a(2a>|F1F2|) 简单地,①平面中: ②|MF1|+|MF ...

  • 干货——花境的定义与分类

    来源:秋凌景观设计 花境 花境(border)这个词最早出现在中世纪,起源于英国传统的私人别墅,据考证,最早的草花花境出现在英国柴郡(Arley Hall),距今150年的历史,在早期的应用中,花境是 ...

  • 缠论干货:如何分清与定义趋势与盘整汇总

    问:一个走势类型中a+A+b中的b是一定会出现的?当然不包括跳空缺口,这是根据走势比完美得出的b? 答:如果一个只有a+A+b的走势,当然肯定有b了,因为b已走了出来,而无论有b没b,都是盘整,所以对 ...

  • 美术干货分享:如何去定义“速写”,与素描有何不同

    速写是近几年来美术高考的必考科目,不同于以往校考单纯素描头像.色彩静物默写的考察方式,越来越多的学校单招加入了速写科目,包含人物速写.场景速写.人物组合速写等.今天广州寒阳画室就来讲讲速写! 在大多数 ...

  • 初中数学,由圆的定义发现隐圆,干货系列

    电子版,请留言! 专栏 初中数学几何辅助线构造讲解 作者:小修数学老师

  • 干货 | QC七大手法(工具)定义、用途、制作步骤

    何为QC七手法: QC七手法又称为QC七工具,一般指旧QC七手法,即层别法.检查表.柏拉图.因果图.管制图.散布图和直方图.是质量管理及改善运用的有效工具. QC手法的适用范围: QC手法的用途非常广 ...