L’état de charge (SOC) est un terme qui décrit le pourcentage de charge complète restant dans les batteries des véhicules électriques ou hybrides. Ce concept exprime à quel point la batterie est «pleine» en tant que valeur de pourcentage, 100% étant complètement chargée et 0% étant vide ou à plat. Le SOC des batteries ne peut pas être établi directement en incluant simplement une jauge ou un compteur dans le circuit. Il existe quatre méthodes indirectes utilisées pour établir le SOC. Ces méthodes nécessitent l’accès au boîtier de la batterie ou des calculs externes basés sur les lectures de la batterie.
Déterminer la quantité de charge utilisable restante dans les batteries de véhicules électriques et hybrides n’est pas aussi simple que cela puisse paraître. Le simple fait d’insérer un voltmètre dans le circuit de la batterie peut bien voir l’utilisateur bloqué sur le 10e trou; la lecture de tension d’une batterie n’est pas un indicateur fiable de la durée pendant laquelle elle peut encore alimenter son équipement désigné. Cela est dû au fait que la plupart des batteries, en particulier celles conçues pour les véhicules électriques, sont conçues pour maintenir leur tension nominale sur toute leur plage de charge effective. Cela signifie qu’une batterie de 12 volts retournera toujours une mesure de 12 volts, ou très proche de celle-ci, même si elle n’a pas la capacité de charge pour fournir le courant nécessaire pour conduire le véhicule. L’état de charge peut être considéré comme une jauge de carburant pour les véhicules à batterie et, en tant que méthode de mesure, est un indicateur fiable de la puissance effective de la batterie.
Il existe quatre méthodes couramment utilisées pour mesurer l’état de charge d’une batterie. Le premier est une analyse chimique de l’électrolyte. Ceci n’est possible que sur les batteries non scellées et implique l’insertion d’une sonde de mesure dans l’eau de la batterie. Cette sonde mesure le pH ou la densité de l’eau de la batterie, et les lectures sont ensuite utilisées pour calculer le SOC de la batterie.
La deuxième méthode est l’intégration de courant qui est calculée avec des lectures mesurées du circuit de batterie. Également connue sous le nom de comptage de coulomb, cette méthode utilise des lectures de courant de batterie intégrées mathématiquement sur la période d’utilisation pour calculer les valeurs de SOC. Bien que précise, l’intégration actuelle souffre de plusieurs faiblesses telles que la dérive des calculs dans le temps et un manque de référencement. Cela oblige les véhicules à batterie avec ce type de système d’état de charge à faire recalibrer régulièrement le comptage.
Le troisième état du système de mesure de charge est un test de pression qui nécessite également l’installation d’un capteur à l’intérieur du boîtier de la batterie. Ce système repose sur la tendance d’une batterie à développer une pression de consigne dans le boîtier lorsqu’elle est complètement chargée. Cette pression se dissipe ou diminue lorsque la batterie est déchargée et la lecture, en conjonction avec des calculs de charge / décharge basés sur la loi de Peukert, peut renvoyer des valeurs de SOC précises. Cette méthode est plus efficace lorsqu’elle est utilisée sur des batteries de type nickel-hydrure métallique NiMH.
La quatrième méthode de calcul de l’état de charge est basée sur la tension et utilise un calcul de courbe de décharge assez complexe pour renvoyer les valeurs SOC. Le système fournit un certain nombre de lectures ambiantes telles que la température de la batterie et les valeurs de cinétique électrochimique pour y parvenir. Si cette méthode est généralement assez précise, la plage de tension stable des batteries évoquée précédemment la rend difficile à mettre en œuvre.