【リチウムイオンバッテリー】OCV vs SOC特性をPSpice for TIでモデル化

みなさま、こんにちは。電池をモデル化してシミュレーション流したい私です。電池をモデル化していくのにまずはOCV vs SOC特性をモデル化しよう！というのが本記事の内容になります。

OCV？SOC？はぁ？何のことよ？って思う方。ざっくり説明しておきますと、
OCV：何にも繋いでない電池の電圧［V］
SOC：電池の充電率［%］
のことです。充電率SOCが下がると電池の電圧OCVが下がっていきます。それをまずはモデル化しよーじゃないかって記事です。

本記事では『OCV vs SOCをモデル化したいけど何したらいいの？』という疑問を解決します。

本記事はこちら↓の書籍を参考にしてPSpice for TIでリチウムイオン電池のモデル化を実践しました。

何かの参考になれば幸いです。では始めます。

最終結果はこんな感じ

最終系を先に見せます。回路図はこんな感じです↓。TABLEというセルの入力INがSOCで出力OUTがOCVです。

シミュレーション結果は以下のような感じです↓。横軸がSOC[%]で縦軸がOCV[V]です。横軸が0V,0.2V,0.4V,,,と「V」表示になっているのはすみません。割合に読み替えて下さい。

SOCが10%いかになると急激に電圧が落ちていく。それ以上だと大体電圧は一定でゆっくり右肩上がりになっている。みたいな感じですね。

じゃあ具体的にどういう作業を行ったのか？を次に記載していきます。

まずメーカーのデータシートの「OCV vs SOC」のグラフを元にルックアップテーブルを作成してSOC入力に対して決まったOCVを出力するモデルを作ります。

参考書に習ってInfinite Power Solutionsの「MEC201」をモデル化してみます。電池のデータシートから以下の表を引用します。

これを以下の表にします。

SOC[%]	OCV[V]	SOC[%]	OCV[V]
0.1	0.1	20	3.9
0.24	1.6	30	3.905
0.37	3.22	40	3.912
0.52	3.36	50	3.925
0.75	3.48	60	3.945
0.98	3.6	70	3.973
1.3	3.7	80	4
1.85	3.785	90	4.03
2.9	3.84	100	4.06
4.0	3.86	110	4.094
6.0	3.885
10	3.893

ここからPSpiceのABM(Analog Behavior Model)のTABLEに落とし込んでいきます。

TABLEの記載方法はこちらに記事にしています。参考にして下さい。

Propertyに先ほどの表の数値をせこせこと入力しきったら終わりです↓。

動かしてみます。INに0->1まで値を振って入れてみると最初の結果が得られます。問題ねぇですね。

今回はこれで以上です。

本記事は以下の書籍の内容を参考にPspice for TIでリチウムイオン電池のOCV vs SOC特性をモデル化してみました。

以上です。何かの参考になれば幸いです。最後までお読み頂きありがとうございました。