Khi kiểm tra trạng thái của pin Lithium ion, chúng ta thường xem xét nhiệt độ của pin, SoC , SoH, SoF và SoE. SoC rất quan trọng vì vai trò của nó với BMS. BMS giám sát pin dựa trên SOC và ngăn ngừa pin quá tải và xả quá mức, đồng thời kéo dài tuổi thọ của pin.
SoC là gì?
SoC – State of Charge -Trạng thái điện tích. SoC là phép đo lượng điện tích còn lại trên pin. Nó đại diện cho tỷ lệ giữa dung lượng hiện tại của pin với dung lượng danh định của nó sau một thời gian sử dụng. Nó cũng cho biết lượng điện năng tối đa có thể được lưu trữ trong pin.
SoC là phần trăm nên nó không có đơn vị và được biểu thị trong khoảng từ 0% đến 100%. Khi ở mức 0%, có nghĩa là pin đã hết hoàn toàn. Khi SoC ở mức 100%, có nghĩa là pin đã đầy hoàn toàn.
Về cơ bản, SoC hoạt động giống như một thiết bị đo nhiên liệu trên ô tô. Nó thông báo cho người dùng biết họ có thể vận hành thiết bị hoặc máy móc trong thời gian bao lâu nữa trước khi nó hết năng lượng và không thể hoạt động được nữa. Trên thực tế các thiết bị điện tử có pin sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để đo SoC, chẳng hạn như đo điện áp, trọng lượng riêng, trở kháng bên trong và đếm Coulomb. Những tiến bộ đạt được với trí tuệ nhân tạo (AI) cũng đã tạo ra những cách mới để ước tính trạng thái sạc.
Mối quan hệ giữa SoC và DoD
Độ sâu xả (DoD) là phần trăm pin có thể được xả hết năng lượng một cách an toàn mà không làm hỏng pin.
DoD là nghịch đảo của SoC (100% DoD có nghĩa là trống, trong khi 0% có nghĩa là đã sạc đầy).
Công thức dưới đây mô tả mối quan hệ giữa trạng thái sạc (SoC) và độ sâu của sạc (DoD ): SoC % = 100% – DoD%
SoC chủ yếu được sử dụng khi thảo luận về trạng thái hiện tại của pin, trong khi DoD được sử dụng nhiều hơn khi thảo luận về tuổi thọ của pin sau khi sử dụng nhiều lần.
Trạng thái điện tích tuyệt đối
Trạng thái điện tích tuyệt đối là một giá trị tham chiếu được tính toán từ giá trị dung lượng cố định khi tế bào được sản xuất. SoC tuyệt đối của pin mới đã sạc đầy là 100% trong khi pin cũ, ngay cả khi được sạc đầy cũng không thể đạt 100% trong các tình huống sạc và xả khác nhau.
Ví dụ: Vào cuối tuổi thọ của cell, công suất thực tế của nó sẽ chỉ đạt 80% công suất định mức và trong trường hợp này, ngay cả khi cell đã được sạc đầy, SoC của nó sẽ chỉ bằng 80% công suất định mức.
Những nhân tố ảnh hưởng
Hầu hết các ước tính SoC đều yêu cầu các phép đo dữ liệu chính xác, cho dù đó là hóa học của tế bào (loại chất điện phân), điều kiện hoạt động của nó hay các biến số của tế bào (điện áp , dòng điện), v.v., do đó chỉ phù hợp trong phòng thí nghiệm và không trong các ứng dụng thực tế. SoC của pin là sự kết hợp của các thông số điện áp, dòng sạc / xả và điện trở bên trong để ước tính kích thước của nó. Các thông số này cũng bị ảnh hưởng bởi một loạt các yếu tố không chắc chắn như tuổi thọ của pin, thay đổi nhiệt độ và tình trạng sử dụng.
Ý nghĩa của SoC
Các ước tính SoC chính xác phản ánh thông tin quan trọng như hiệu suất của pin, thời lượng pin còn lại, v.v., điều này cuối cùng dẫn đến việc quản lý và sử dụng hiệu quả nguồn và năng lượng của pin.
Ngoài ra, ước tính SoC có thể được sử dụng để điều chỉnh sự suy giảm tuổi thọ của pin, hạn chế các vụ nổ hoặc cháy do pin xả quá mức và sạc quá mức, cũng như giảm sự lão hóa và hư hỏng vĩnh viễn đối với cấu trúc tế bào pin. Do đó, chỉ số SoC trên BMS rất quan trọng đối với sự thuận tiện của người dùng, cũng như hiệu quả, sự an toàn và tuổi thọ của pin.
Xem thêm: Pin Lithium, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của pin Lithium
Xem thêm: Các loại Pin Lithium ion hiện có trên thị trường
