【干貨】分析幾種維度下的SOC值以及作用（上）

SOC（state of charge）算法一直是BMS開發(fā)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此討論SOC算法的技術(shù)文章很常見，企業(yè)對SOC估算的高精度也往往是宣傳的亮點。而關(guān)于SOC詳盡的解釋和定義卻不常被考慮，從而導(dǎo)致了SOC算法結(jié)果的參考價值大打折扣。顯而易見若SOC的概念都是模糊的，又何來精確的SOC呢？因此作者希望通過本文分析幾種維度下的SOC值，以及這些SOC值的作用。

粗率的說SOC=剩余容量/額定容量，而要準(zhǔn)確表述SOC的意義就要對計算的分母——額定容量（Total Capacity）和分子——剩余容量（Residual Capacity）進行更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x。以下是某些企業(yè)和組織關(guān)于SOC的定義：

·美國先進電池聯(lián)合會(USABC)在其《電動汽車電池實驗手冊》中定義SOC 為:電池在一定放電倍率下, 剩余電量與相同條件下額定電量（Ah）的比值。

·韓國起亞汽車公司定義SOC為：SOC=剩余可用能量/總的可用能量（Wh）。

·日本本田公司電動汽車EV Plus定義SOC為：SOC=剩余電量/（額定電量 - 電量衰減）；剩余電量（Ah）=額定電量-凈放電量-自放電量-溫度補償電量。

SOC算法首要的難點便是針對不同的“功能需求”進行額定容量和剩余容量的定義，同時這兩個參數(shù)一旦從不同的性質(zhì)維度、溫度維度、電池生命周期維度去觀察，則可能計算出不同的SOC值。首先解釋什么是“功能需求”。在計算出電池組系統(tǒng)的SOC值后，有多個功能模塊將調(diào)用SOC值作為其的輸入，同時不同的功能模塊調(diào)用SOC值的需求也不盡相同。大致可以將“功能需求”分為三類：

·用戶參考需求：

第一類是最常見的需求，即用戶需要對電池系統(tǒng)剩余的可用能量進行評估，從而決策對產(chǎn)品的使用方式。因此用戶更為在意的是與運行距離或使用時間對應(yīng)的SOC關(guān)系。

·整車控制策略參考需求：

第二類是整車控制策略需要參考的SOC值，從而對行駛策略進行管理。尤其是混動汽車需要將SOC值始終控制在適合的區(qū)域內(nèi)，從而實現(xiàn)節(jié)能減排（SOC不能太高，確保剎車能量能盡可能多的回收），提升性能（SOC不能太低，確保加速過程的大功率輸出），提高能量效率（保持在低內(nèi)阻SOC區(qū)間運行），延長電池壽命（保持長期運行淺充淺放）的作用。因此整車控制器更為在意的是功率特性和壽命衰減對應(yīng)的SOC關(guān)系。

·電池管理算法參考需求：

第三類是電池管理算法中需要參考的SOC值，由于電池組系統(tǒng)將隨著使用和擱置從BOL狀態(tài)向EOL狀態(tài)過渡，而BMS則需要對電池系統(tǒng)全生命周期進行管理。因此電池管理算法更為在意的是在內(nèi)部有一個基準(zhǔn)，使算法在BOL和EOL之間的任一狀態(tài)找到可以互相等價的SOC關(guān)系。類似于工程經(jīng)濟學(xué)中利用時間價值模型將不同階段的資金通過折現(xiàn)率算法(discount rate) 計算，從而進行轉(zhuǎn)化或比較。

由此可見要滿足不同“功能模塊”對SOC值的參考需求，SOC值的含義需要更多元，對不同功能輸出的SOC值要更精準(zhǔn)。接下來我們就需要討論該從哪幾個維度去定義SOC值。

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