Ce este starea de încărcare?

Starea de încărcare (SOC) este un termen care descrie procentul de încărcare completă rămasă în bateriile vehiculelor electrice sau hibride. Acest concept exprimă cât de „plină” este bateria ca valoare procentuală, 100% fiind complet încărcată și 0% fiind goală sau descărcată. SOC-ul bateriilor nu poate fi stabilit direct prin simpla includere a unui indicator sau contor în circuit. Există patru metode indirecte utilizate pentru a stabili SOC. Aceste metode necesită acces la carcasa bateriei sau calcule externe bazate pe citirile bateriei.

Determinarea cantității de încărcare utilizabilă rămasă în bateriile vehiculelor electrice și hibride nu este atât de simplă pe cât ar putea părea. Pur și simplu introducerea unui voltmetru în circuitul bateriei poate vedea utilizatorul blocat pe a 10-a gaură; citirea tensiunii unei baterii nu este un indicator de încredere al timpului în care încă poate conduce echipamentul desemnat. Acest lucru se datorează faptului că majoritatea bateriilor, în special cele proiectate pentru vehicule electrice, sunt proiectate pentru a-și menține tensiunea nominală pe toată gama de încărcare efectivă. Aceasta înseamnă că o baterie de 12 volți va returna în continuare o măsurătoare de 12 volți, sau foarte aproape de aceasta, chiar dacă nu are capacitatea de încărcare pentru a furniza curentul necesar conducerii vehiculului. Starea de încărcare poate fi considerată un indicator de combustibil pentru vehiculele cu baterie și, ca metodă de măsurare, este un indicator de încredere al puterii efective a bateriei.

Există patru metode frecvent utilizate de măsurare a stării de încărcare a unei baterii. Prima este o analiză chimică a electrolitului. Acest lucru este posibil numai pe bateriile nesigilate și implică introducerea unei sonde de măsurare în apa bateriei. Această sondă măsoară pH-ul sau greutatea specifică a apei bateriei, iar citirile sunt apoi utilizate pentru a calcula SOC-ul bateriei.

A doua metodă este integrarea curentului, care este calculată cu citiri măsurate din circuitul bateriei. Cunoscută și sub denumirea de numărare a coulombilor, această metodă folosește citiri ale curentului bateriei integrate matematic pe perioada de utilizare pentru a calcula valorile SOC. Deși precisă, integrarea actuală suferă de câteva slăbiciuni, cum ar fi deviația de calcul în timp și lipsa de referință. Acest lucru necesită ca vehiculele cu baterie cu acest tip de sistem de stare de încărcare să aibă contorizarea recalibrată în mod regulat.

Al treilea sistem de măsurare a stării de încărcare este un test de presiune care necesită și instalarea unui senzor în interiorul carcasei bateriei. Acest sistem se bazează pe tendința bateriei de a dezvolta o presiune stabilită în carcasă atunci când este complet încărcată. Această presiune se disipează sau scade pe măsură ce bateria este descărcată, iar citirea, împreună cu calculele de încărcare/descărcare bazate pe legea lui Peukert, poate returna valori SOC precise. Această metodă este cea mai eficientă atunci când este utilizată pe baterii de tip NiMH nichel-hidrură metalică.

A patra metodă de calcul a stării de încărcare se bazează pe tensiune și utilizează un calcul destul de complex al curbei de descărcare pentru a returna valorile SOC. Sistemul oferă o serie de citiri ambientale, cum ar fi temperatura bateriei și valorile cineticii electrochimice pentru a realiza acest lucru. Deși această metodă este în general destul de precisă, intervalul stabil de tensiune al bateriilor menționate anterior face dificilă implementarea acesteia.