SoC (State of Charge, stan naładowania) to bieżący poziom naładowania magazynu w procentach jego pojemności: 100% to pełny, 0% zwykle oznacza najniższy poziom dopuszczony przez elektronikę. To odpowiednik wskaźnika paliwa w samochodzie. Nie da się go zmierzyć wprost, więc BMS wylicza go na bieżąco z prądu, napięcia i temperatury, a aplikacja magazynu pokazuje wynik.
_(500A50MV).JPG){kind=link}
Jak BMS liczy SoC
Battery University opisuje dwie podstawowe metody:
- Napięcie. Napięcie ogniwa rośnie z naładowaniem, więc można je przeliczyć na procenty. Metoda jest prosta, ale niedokładna: wynik zależy od temperatury, a wiarygodny pomiar wymaga co najmniej czterech godzin spoczynku bez prądu. Ogniwa LFP mają do tego bardzo płaską krzywą napięcia, więc w szerokim środkowym zakresie naładowania napięcie zmienia się minimalnie.
- Zliczanie ładunku (coulomb counting). Bocznik taki jak na zdjęciu mierzy każdy amper wpływający i wypływający z baterii, a elektronika sumuje go w czasie. Metoda dobrze śledzi zmiany, ale drobne błędy pomiaru się kumulują, dlatego wymaga okresowej kalibracji.
W praktyce BMS łączy obie metody, a napięcie służy mu do korekty tam, gdzie jest jednoznaczne: blisko pełnego naładowania i blisko dolnej granicy. Magazyn, który tygodniami nie dochodzi do pełna, na przykład zimą, ma mniej okazji do takiej korekty i jego wskazanie SoC może się rozjeżdżać. Jeśli producent zaleca okresowe pełne naładowanie, warto tego nie blokować w ustawieniach.
SoC a DoD
SoC i DoD opisują tę samą skalę z dwóch stron. DoD to zakres, w którym magazyn pracuje, a SoC to punkt, w którym jest teraz. HTW Berlin podaje przykład: bateria pracująca między 5% a 95% SoC ma DoD 90%. Skala w aplikacji może być liczona od pojemności użytkowej albo od nominalnej, w zależności od producenta. Dlatego „0%” w dwóch różnych magazynach nie musi znaczyć tego samego.
Ustawienia SoC, które masz pod ręką
- Minimalny SoC przy pracy z siecią. Dolna granica codziennego rozładowania. Wyższa daje rezerwę i nieco oszczędza ogniwa, ale zmniejsza pojemność, z której korzystasz na co dzień.
- Rezerwa na awarię. W systemach z zasilaniem awaryjnym część pojemności można zostawić wyłącznie na wypadek zaniku sieci.
- Ładowanie z sieci. Przy taryfie dynamicznej albo dwustrefowej magazyn może doładować się nocą do zadanego SoC, gdy energia jest tania.
Wysoki SoC przez długi czas przyspiesza starzenie ogniw litowo-jonowych. Battery University podaje dla ogniw przechowywanych rok w 25 °C: przy 40% naładowania zostaje około 96% pojemności, przy 100% około 80%. Dlatego magazynu nie trzyma się miesiącami na pełnym naładowaniu bez potrzeby, a przy dłuższym wyłączeniu zostawia się go w średnim SoC zgodnie z instrukcją producenta. Spadek pojemności z wiekiem opisuje SoH.