SOC(state of charge)算法一直是电池办理体系(BMS)开发运用的要害技术之一。因而评论SOC算法的技术文章很常见，企业对SOC预算的高精度也往往是宣扬的亮点。而关于SOC翔实的解说和界说却不常被考虑，然后导致了SOC算法成果的参阅价值大打折扣。清楚明了若SOC的概念都是含糊的，又何来准确的SOC呢?因而作者期望经过本文剖析几种维度下的SOC值，以及这些SOC值的效果。
草率的说，SOC=剩下容量/额外容量，而要准确表述SOC的意义就要对核算的分母——额外容量(Total Capacity)和分子——剩下容量(Residual Capacity)进行更为谨慎的界说。以下是某些企业和安排关于SOC的界说：
(1)美国先进电池联合会(USABC)在其《电动轿车电池实验手册》中界说SOC 为:电池在必定放电倍率下, 剩下电量与相同条件下额外电量(Ah)的比值。
(2)韩国起亚轿车公司界说SOC为：SOC= 剩下可用能量 / 总的可用能量(Wh)。
(3)日本本田公司电动轿车EV Plus界说SOC为：SOC = 剩下电量 / (额外电量 – 电量衰减);剩下电量(Ah)= 额外电量 – 净放电量 – 自放电量 – 温度补偿电量。
SOC算法首要的难点便是针对不同的“功用需求”进行额外容量和剩下容量的界说，一起这两个参数一旦从不同的性质维度、温度维度、电池生命周期维度去调查，则或许核算出不同的SOC值。首要解说什么是“功用需求”。在核算出电池组体系的SOC值后，有多个功用模块将调用SOC值作为其的输入，一起不同的功用模块调用SOC值的需求也不尽相同。大致能够将“功用需求”分为三类：
1.用户参阅需求：
第一类是最常见的需求，即用户需求对电池体系剩下的可用能量进行评价，然后决议计划对产品的运用方法。因而用户更为介意的是与运转间隔或运用时刻对应的SOC联系。
2.整车操控战略参阅需求：
第二类是整车操控战略需求参阅的SOC值，然后对行进战略进行办理。尤其是混动轿车需求将SOC值一直操控在合适的区域内，然后完成节能减排(SOC不能太高，保证刹车能量能尽或许多的收回)，进步功用(SOC不能太低，保证加快进程的大功率输出)，进步能量功率(坚持在低内阻SOC区间运转)，延伸电池寿数(坚持长时刻运转浅充浅放)的效果。因而整车操控器更为介意的是功率特性和寿数衰减对应的SOC联系。
3.电池办理算法参阅需求：
第三类是电池办理算法中需求参阅的SOC值，由于电池组体系将跟着运用和放置从BOL状况向EOL状况过渡，而BMS则需求对电池体系全生命周期进行办理。因而电池办理算法更为介意的是在内部有一个基准，使算法在BOL和EOL之间的任一状况找到能够相互等价的SOC联系。类似于工程经济学中使用时刻价值模型将不同阶段的资金经过折现率算法(discount rate) 核算，然后进行转化或比较。
由此可见要满意不同“功用模块”对SOC值的参阅需求，SOC值的意义需求更多元，对不同功用输出的SOC值要更精准。接下来咱们就需求评论该从哪几个维度去界说SOC值：
1.容量性质维度
进行容量积分运算的时分咱们能够依据电荷守恒定律挑选以安时(Ah)为单位，也能够依据能量守恒定律挑选以瓦时(Wh)为单位。如下图所示，以容量C为X轴，以电压V为Y轴。不同温度下1C放电截止在X轴上的点为当时温度下电池的电量(mAh)，而各个放电曲线与X、Y轴构成的面积为当时温度下电池的能量(wh)。从图中能够看出在低温环境下电池电压渠道显着下降，因而在低温下即便总电量丢失不显着，但总能量将大大下降。因而当SOC值被用于衡量续航的时分，显着用能量(Wh)这个维度表征愈加合适。举例：假如用电量(Ah)的维度来核算，将会呈现100%至50%的进程比50%至0%所开释的能量(wh)多的状况，用户或许会因而对续航做出过于达观的判别，导致半路抛锚。这便是第一个要考虑的界说容量性质的维度。
2.温度状况维度
评论温度维度之前，首要需求了解温度改动关于电量改动的影响。为了便于了解和幻想我提出了一种用于描绘电池状况的几许模型。如下图所示：为一个60Ah电池的模型。横坐标为电流(A)，纵坐标为时刻(S)。因而X=60 (A)，Y=3600 (S)与坐标轴一起关闭的面积即便电池的电量60(Ah)。然后运用电流积分运算，就能够依据这个简略的模型核算SOC值，SOC= S2 /(S1 + S2)。
接下去咱们来做一个能够彻底凭仗幻想的实验。假定有一颗单体电池A在25℃环境下满电状况容量为60Ah;将其在25℃满充，然后在0℃充沛放置再放空，共放出50Ah。那么请幻想：假如将该颗电池A在25℃调整SOC为50%(即剩下容量为30Ah)，再将其放置于0℃充沛放置并放空。请问能放出的容量应该是多少?主张咱们先不要往下看，先凭仗幻想力预算一下。
通常状况下咱们或许会估测出以下几种状况。估测A以为60Ah的电池在SOC为50%的状况下能够放出30Ah，即温度对电量没有影响。估测B以为电池在0℃电量衰减至了50Ah，一起初始剩下了30Ah的电量，因而还能放出20Ah。估测C以为电池电量和温度是等比改动联系，满电状况下0℃与25℃份额联系为5:6，则现在50%状况下因坚持该份额，则可放出的电量为25Ah。上述三个估测你以为哪一个是正确的呢?我经过实验来答复。
我选用航天LFP8000(mAh)电池进行了温度与电量的联系实验。选取了6颗同批次出产的电池，BOL(25℃)状况下电量约8500mAh。将这6颗电池在常温下调整SOC在四个状况，别离为100%，100%，75%，50%，50%，25%(为了保证实验的有效性，测验计划在100%和50%这两个要害状况上别离都规划了两颗电池便于参照和容错)。然后别离在-5℃，5℃，15℃，25℃，35℃，45℃这六个温度环境下充沛放置后放空，记载放出电量。
将该实验成果绘制成曲线图(如下)。从图中可见除35℃以外，其他温度环境下均能找到温度与电量改动的联系，即电池放电电量=额外电量*SOC*温度系数。开始证明假定C的定论。而35℃的"反常"却是我在实验前未曾预料到的。
经过进一步的实验数据剖析可见，不管电池SOC处于何种状况，电池在35℃下的放电电量一直较25℃有着约400mAh的增加，然后导致SOC越低温度系数份额就越高的现象。
由此我又规划了另一个实验。实验选用航天LFP 60(Ah)的电池，将其在25℃充溢(测定实践容量为64.8Ah)，然后在0℃充沛放置后先放出25Ah，然后在室温25℃充沛放置，再将电池放空，共放出39.5Ah。经过实验可见，该电池并未由于曾在低温环境下放置和放电导致总电量显着下降，即温度改动可改动当时可用电量，使部分电量被“冻住”，但总电量不变。因而咱们可将开始的电池几许模型进一步优化，将温度对容量的影响添加到模型傍边，得到如下V2.0版别。(需求留意的是几许模型的构建是经过实验取得电池外特性然后找到温度与电量的某种简略却并不必定准确的数学联系。若从化学反应的建模方法着手能够选用能斯特模型Nernst model。考虑到电池办理体系的运算才能以及对SOC值的精度要求，几许模型能较好的满意实践算法的要求。)
找到了温度改动和电量的联系，再回到SOC的问题上。咱们在实时核算SOC的时分应该一直以常温25℃为基准，仍是需求依据当时的实践温度求得剩下可用电量和总容量呢?这便是第二个要考虑的温度状况的维度。
