Stato di carica (SOC) è un termine che descrive la percentuale di carica completa rimasta nelle batterie dei veicoli elettrici o ibridi. Questo concetto esprime quanto “piena” sia la batteria come valore percentuale con il 100% completamente carico e lo 0% vuoto o scarica. Il SOC delle batterie non può essere stabilito direttamente semplicemente includendo un misuratore o un metro nel circuito. Esistono quattro metodi indiretti utilizzati per stabilire SOC. Questi metodi richiedono l’accesso all’alloggiamento della batteria o calcoli esterni basati sulle letture della batteria.
Determinare la quantità di carica utilizzabile rimasta nelle batterie dei veicoli elettrici e ibridi non è così semplice come può sembrare. Il semplice inserimento di un voltmetro nel circuito della batteria potrebbe vedere l’utente incagliato sul 10 ° foro; la lettura della tensione di una batteria non è un indicatore affidabile di quanto tempo può ancora guidare le apparecchiature designate. Ciò è dovuto al fatto che la maggior parte delle batterie, in particolare quelle progettate per veicoli elettrici, sono progettate per mantenere la loro tensione nominale in tutte le loro gamme di carica effettive. Ciò significa che una batteria da 12 volt restituirà comunque una misura di 12 volt, o molto vicino ad essa, anche se manca della capacità di carica per fornire la corrente necessaria per guidare il veicolo. Lo stato di carica può essere considerato come un indicatore del livello di carburante per i veicoli a batteria e, come metodo di misurazione, è un indicatore affidabile della potenza effettiva della batteria.
Esistono quattro metodi comunemente usati per misurare lo stato di carica di una batteria. La prima è un’analisi chimica dell’elettrolita. Ciò è possibile solo con batterie non sigillate e comporta l’inserimento di una sonda di misurazione nell’acqua della batteria. Questa sonda misura il pH o il peso specifico dell’acqua della batteria e le letture vengono quindi utilizzate per calcolare il SOC della batteria.
Il secondo metodo è l’integrazione corrente che viene calcolata con letture misurate dal circuito della batteria. Conosciuto anche come conteggio coulomb, questo metodo utilizza letture di corrente della batteria integrate matematicamente nel periodo di utilizzo per calcolare i valori SOC. Sebbene accurata, l’attuale integrazione soffre di diversi punti deboli come la deriva dei calcoli nel tempo e la mancanza di riferimenti. Ciò richiede che i veicoli a batteria con questo tipo di sistema di stato di carica ricalibrino la misurazione su base regolare.
Il terzo sistema di misurazione dello stato di carica è un test di pressione che richiede anche l’installazione di un sensore all’interno dell’alloggiamento della batteria. Questo sistema si basa sulla tendenza di una batteria a sviluppare una pressione impostata nell’involucro quando è completamente carica. Questa pressione si dissipa o diminuisce quando la batteria è scarica e la lettura, in combinazione con i calcoli di carica / scarica basati sulla legge di Peukert, può restituire valori SOC accurati. Questo metodo è più efficace se utilizzato su batterie al tipo NiMH al nichel-metallo idruro.
Il quarto metodo di calcolo dello stato di carica è basato sulla tensione e utilizza un calcolo della curva di scarica abbastanza complesso per restituire i valori SOC. Il sistema fornisce una serie di letture ambientali come la temperatura della batteria e i valori cinetici elettrochimici per raggiungere questo obiettivo. Sebbene questo metodo sia generalmente abbastanza accurato, l’intervallo di tensione stabile delle batterie menzionato in precedenza rende difficile l’implementazione.