Qu'est-ce que le SOC de la batterie(État de charge) et SOH(État de santé)?
SOC et SOH sont deux paramètres importants d'une batterie. Ils sont liés aux performances et à l'état de la batterie.
Tout simplement, Le SOC est le rapport entre la capacité restante de la batterie et la capacité maximale de la batterie., qui est utilisé pour refléter la capacité restante de la batterie. SOH est le rapport entre l’énergie actuelle à pleine charge de la batterie et l’énergie à pleine charge de la toute nouvelle batterie., qui est utilisé pour refléter l’état de vieillissement de la batterie.
Examinons de plus près la signification de SOC et SOH, méthodes de mesure, facteurs qui les affectent, et d'autres aspects!
Table des matières
Qu'est-ce que le SOC de la batterie(État de charge) ?
SOC signifie État de Charge. C’est le rapport entre la capacité restante actuelle de la batterie et sa capacité maximale., généralement exprimé en pourcentage. 100% signifie que la batterie est complètement chargée, alors que 0% cela signifie que la batterie est complètement épuisée. Par exemple, une batterie de 100 Ah a un SOC de 100% lorsqu'il est complètement chargé. Quand 30% de la capacité de la batterie est utilisée, la batterie a 70% de sa capacité restante, et le SOC de la batterie est 70% en ce moment.
Le SOC est un paramètre important pour mesurer l'état de charge de la batterie. Le SOC vous permet de comprendre l'état de la batterie de votre appareil et de le charger à temps pour éviter une surcharge et une décharge excessive..
Le SOC d’une batterie prend généralement aussi en compte le vieillissement de la batterie. Comme montré ci-dessus, quand la batterie est neuve, il n'y a pas de pièce rouge invalide vieillissante. A ce moment, la capacité nominale de la batterie est la capacité maximale de la batterie.. Par exemple, une batterie toute neuve d'une capacité nominale de 100ah a un SOC de 100% lorsqu'il est complètement chargé, ce qui signifie que la batterie a une capacité restante de 100ah. 35% SOC signifie que la batterie a une capacité restante de 35ah.
Lorsque la batterie est utilisée pendant un certain temps, la condition de vieillissement se produit et la partie vieillissante de la batterie ne stocke plus d'énergie. En ce moment, la capacité maximale de la batterie est la capacité nominale de la batterie moins la partie vieillissante de la puissance. Par exemple, une batterie d'une capacité nominale de 100ah n'est plus capable de stocker 100ah d'énergie comme avant après le vieillissement. Si la portion inefficace est de 10ah, la batterie ne peut stocker qu'un maximum de 90ah. En ce moment, le SOC d'une batterie complètement chargée est toujours 100%, mais la capacité réelle de la batterie est de 90ah. lorsque le SOC est 70%, la capacité restante de la batterie est la capacité maximale * 70%, c'est à dire. 90ah * 70% = 63ah.
Importance du SOC de la batterie(État de charge)
SOC comme l'un des paramètres importants de la batterie, comprendre le SOC permet de mieux comprendre l'état de la batterie, meilleur entretien et utilisation de la batterie.
La surveillance du SoC peut optimiser l'utilisation de la batterie pour éviter une décharge excessive ou une surcharge.. Une décharge excessive d'une batterie peut entraîner une perte permanente de capacité, tandis qu'une surcharge peut entraîner un vieillissement accéléré de la batterie et même des problèmes de sécurité. En gardant le SoC dans les limites recommandées, les utilisateurs peuvent prolonger la durée de vie globale de la batterie et garantir des performances fiables. Par exemple, en comprenant le SOC d'une batterie de VE, les utilisateurs peuvent savoir exactement combien d'énergie il leur reste dans leur véhicule électrique et combien de kilomètres ils peuvent continuer à parcourir en temps opportun. Cela permet une meilleure planification de leurs voyages et contribue également à maximiser les performances de la batterie., prévenir les dommages et assurer un fonctionnement sûr.
En outre, lorsque les batteries lithium-ion sont expédiées, le fabricant fixe le SOC dans une certaine plage en fonction des exigences des organisations de transport internationales. Cela permet un transport plus sûr des batteries lithium-ion.
Comment mesurer le SOC de la batterie(État de charge)?
1. Comptage de Coulomb
Cette méthode consiste à mesurer les valeurs des courants entrant et sortant de la batterie et à les intégrer dans le temps pour calculer le SOC.. Il permet une mesure directe de la charge entrant et sortant de la batterie, mais est affecté par des facteurs tels que la température et l'autodécharge.
2. Tension en circuit ouvert (OCV) Méthode
Cette méthode utilise la relation entre la tension en circuit ouvert de la batterie et le SOC pour l'estimation. Le SOC est déterminé en mesurant la tension de la batterie lorsqu'elle n'est pas chargée, puis selon la courbe tension-SOC prédéterminée. cependant, différents types de batteries ont des compositions chimiques différentes et des performances de décharge différentes. Par exemple, Les batteries LiFePO4 et Nimh ont une courbe de décharge relativement plate, et la méthode de tension n'est pas efficace.
3. Approche basée sur l'impédance
Cette approche repose sur l'impédance interne de la batterie, qui varie selon le SOC. En mesurant l'impédance de la batterie, le SOC peut être estimé à l’aide d’algorithmes et de modèles complexes.
4. Méthodes hybrides
Certains systèmes de gestion de batterie (GTC) combiner plusieurs techniques pour fournir des valeurs SOC plus précises et plus fiables. Cela peut compenser les limites des méthodes individuelles et fournir une évaluation plus complète du SOC de la batterie..
Le choix de la méthode de mesure du SOC dépend de l'application spécifique, la chimie cellulaire, et la précision et la fiabilité requises. Dans de nombreux cas, une combinaison de ces techniques est nécessaire pour obtenir la meilleure estimation du SOC.
Facteurs affectant le SOC de la batterie(État de charge)
1. Taux de décharge
Le taux de décharge d’une batterie affecte son SOC; un taux de décharge plus élevé entraîne un épuisement plus rapide de la batterie et donc le SOC chute plus rapidement.
2. Température
La température ambiante peut avoir un effet sur le SOC d'une batterie. Températures extrêmes, à la fois haut et bas, réduire la capacité de la batterie et affecter la précision des mesures SOC.
3. Chimie de la batterie
Différentes batteries ont des compositions chimiques différentes, comme le lithium-ion, batteries au plomb ou au nickel-hydrure métallique, et ils ont différentes courbes de tension et SOC, qui affectent tous leur estimation SOC.
4. Vieillissement
Facteurs tels que la durée de vie, la durée de vie du calendrier et les modes d'utilisation contribuent tous au vieillissement de la batterie. À mesure que les batteries vieillissent, leur capacité totale diminue, ce qui affecte la précision des calculs SOC.
5. Auto-décharge
Même lorsqu'il n'est pas utilisé, les batteries peuvent s'autodécharger et perdre progressivement leur charge. Cela peut avoir un impact sur le SOC, surtout si la batterie est stockée pendant une longue période.
6. Précision de mesure
La précision des techniques de mesure du SOC peut être affectée par des facteurs tels que la précision du capteur, performances d’étalonnage et d’algorithme.
Qu'est-ce que la batterie SOH(État de santé)?
SOH signifie État de Santé. C’est le rapport entre l’énergie de pleine charge de la batterie actuelle et l’énergie de pleine charge d’une batterie neuve., et est généralement exprimé en pourcentage. 100% indique que la batterie est en parfait état, et des pourcentages plus faibles indiquent des degrés variables de vieillissement. Par exemple, une batterie toute neuve a une capacité de 200 Ah lorsqu'elle est complètement chargée, et le SOH est 100%. Après une période d'utilisation, la capacité de la batterie diminue, et la capacité est de 180ah lorsqu'elle est complètement chargée, alors le SOH est de 180/200*100%= 90%.
SOH réagit à l'état de vieillissement d'une batterie au fil du temps et de son utilisation. SOH fournit une évaluation plus complète de l’état général d’une batterie que SOC.
Le SOH est également étroitement lié à la durée de vie d'une batterie.. Selon IEEE (Institut d'ingénieurs en électricité et électronique) normes, une batterie doit être remplacée après une période de temps pendant laquelle la capacité de la batterie lorsqu'elle est complètement chargée est inférieure à 80% de la capacité nominale. Donc, les fabricants de batteries mesurent essentiellement la durée de vie d'une batterie à 80 % de SOH.
Importance du SOH de la batterie(État de santé)
À mesure que la batterie vieillit, sa valeur SOH diminue, indiquant une baisse de performance. En connaissant la valeur SOH, les utilisateurs peuvent suivre l’état de santé de la batterie et prédire la durée de vie restante de la batterie, afin que la batterie puisse être remplacée ou réparée en temps opportun pour éviter des pannes inattendues.
Systèmes de gestion de batterie (GTC) dans les véhicules électriques et les systèmes de stockage d'énergie, utilisent les informations SOH pour optimiser les protocoles de charge et de décharge, équilibrer la batterie, et éviter la surchauffe ou d'autres problèmes de sécurité. Cela permet de maximiser les performances de la batterie, prolonger sa vie, et garantir qu'il fonctionne de manière sûre et fiable.
Comment mesurer le SOH de la batterie(État de santé)?
La mesure du SOH en fonction de la capacité de la batterie est opérationnelle et relativement simple. La capacité actuelle de la batterie est mesurée et comparée à la capacité d'origine ou nominale pour déterminer le SOH de la batterie. Cela peut être accompli par un cycle de charge/décharge ou en utilisant un équipement de test spécialisé..
Certains systèmes de gestion de batterie intègrent diverses technologies et algorithmes pour fournir des informations plus précises., des valeurs SOH fiables et une évaluation plus complète de l’état de la batterie.
Des mesures précises du SOH nécessitent généralement un équipement spécialisé, étalonnage régulier, et une connaissance approfondie des caractéristiques et du comportement de la batterie. Dans certains cas, Les valeurs SOH peuvent devoir être vérifiées par une inspection physique ou des tests destructifs pour garantir la fiabilité de la mesure..
Facteurs affectant le SOH de la batterie(État de santé)
1.Cycle de vie
Comme nous l'avons mentionné plus tôt, les fabricants de batteries mesurent essentiellement la durée de vie d'une batterie à 80% de son SOH.
2. Vie du calendrier
Même lorsqu'il n'est pas utilisé, les batteries vieillissent en raison de réactions chimiques et d’autres facteurs. Ainsi, même si une batterie n'est pas utilisée fréquemment, il subira une dégradation de sa durée de vie calendaire, ce qui affectera son SOH.
3. Température
L'exposition à des températures élevées accélère le taux de réactions chimiques et de changements physiques au sein de la batterie., conduisant à un vieillissement accéléré de la batterie. inversement, les basses températures peuvent également affecter les performances et la durée de vie de la batterie. Donc, la température affecte le SOH de la batterie.
4. Profondeur de décharge (DOD)
La profondeur de décharge d'une batterie affecte son SOH. Décharges profondes fréquentes (c'est à dire., décharger la batterie à un SOC inférieur) faire vieillir la batterie plus rapidement que les décharges superficielles.
5. Taux de charge et de décharge
La vitesse à laquelle une batterie est chargée et déchargée affecte également son SOH. Une charge/décharge excessive ou rapide génère de la chaleur, ce qui exerce une pression sur les composants internes de la batterie, accélérant ainsi la détérioration de la batterie.
6. Qualité de fabrication
La qualité du processus de fabrication des batteries, y compris les matériaux utilisés et les techniques d'assemblage, affecte également le SOH et la fiabilité de la batterie.
En conclusion, il est important de connaître le SOC et le SOH de la batterie. Pour les utilisateurs, ils peuvent comprendre l’état de la batterie et mieux l’utiliser et l’entretenir. Pour les fabricants, ils peuvent continuellement mettre à jour leurs produits et technologies pour produire des batteries plus performantes.
