Li-Po 배터리의 OCV-SOC 곡선 조사/정리

 

대충 논문을 긁어서 도시해봤는데, Li-Po 배터리는 제품마다 OCV-SOC 곡선이 다르다..

다른 일반적인 Li-po 배터리의 방전곡선으로부터 LiPo Case.2 가 좀 더 일반적인 데이터라고 생각된다.

OCV-SOC Curves from Papers

 

 

개략적으로 Lipo 배터리의 방전 곡선은 다음과 같은 곡선을 그린다고 알려져 있다.

Discharge Curvo of Li-po Battery [7]

Discharge Curvo of Li-po Battery [8]

 

Li-Po 배터리 계측 값 [1][2]

어떤 배터리를 사용했는지는 불명

Thevenin 모델을 기반으로 SOC 0~100% 범위에서 실시간 추정을 한 논문

Fitting							SOC	OCV
Segment	a	b	OCV_min	OCV_max	SOC_min	SOC_max	0	3.300
1	26.55	88.6	3.3	3.452	-0.985	3.0506	3.05	3.452
2	125	431.1	3.452	3.508	0.4	7.4	7.40	3.508
3	149	516.1	3.508	3.595	6.592	19.555	19.55	3.595
4	344	1225	3.595	3.676	11.68	39.544	39.54	3.676
5	229.5	800.9	3.676	3.739	42.742	57.2005	57.20	3.739
6	111.9	359.9	3.739	3.967	58.4941	84.0073	84.01	3.967
7	104.8	332	3.967	4.039	83.7416	91.2872	91.29	4.039
8	90.61	274.7	4.039	4.132	91.27379	99.70052	99.70	4.132

 

 

Li-Po 배터리의 OCV-SOC 곡선 Case.2[5]

2S 800mAh, 3S 1000mAh 배터리로 실험적으로 계측했다고 한다.

SOC	OCV
100	4.2
95	4.15
90	4.11
85	4.08
80	4.02
75	3.98
70	3.95
65	3.91
60	3.87
55	3.85
50	3.84
45	3.82
40	3.8
35	3.79
30	3.77
25	3.75
20	3.73
15	3.71
10	3.69
5	3.61
0	3.27

 

Li-Po 배터리의 OCV-SOC 곡선 Case.3 [6]

LiPo 배터리 BDE6S73104P, 5000mAh 를 사용해서 계측하고, Strict Lyapunov super-twisting observer로 SOC를 추정한 논문이다.

Li-Po Case3						SOC	OCV
p	q	soc_min	soc_max	v_min	v_max	0	3.34
3.26	3.34	0	5	3.34	3.503	5	3.503
2.72	3.37	5	10	3.506	3.642	10	3.642
2.06	3.44	10	15	3.646	3.749	15	3.749
1.72	3.49	15	20	3.748	3.834	20	3.834
1.28	3.57	20	25	3.826	3.89	25	3.89
1.17	3.65	25	30	3.9425	4.001	30	3.955
0.65	3.76	30	35	3.955	3.9875	35	4.0035
0.61	3.79	35	40	4.0035	4.034	40	4.034
0.42	3.85	40	50	4.018	4.06	50	4.06
0.19	3.97	50	60	4.065	4.084	60	4.084
0.24	3.94	60	70	4.084	4.108	70	4.108
0.28	3.92	70	80	4.116	4.144	80	4.144
0.32	3.88	80	90	4.136	4.168	90	4.168
0.31	3.89	90	100	4.169	4.2	100	4.2

 

Li-ion 배터리의 OCV-SOC 곡선 Case.1 [3]

배터리 : Samsung 30Q INR18650, 3000mAh

$V_{ocv}$	SOC	$V_{ocv}$	SOC
4.1617	1	3.7317	0.5034
4.0913	0.9503	3.6892	0.4537
4.0749	0.9007	3.6396	0.404
4.0606	0.851	3.5677	0.3543
4.0153	0.8013	3.5208	0.3046
3.9592	0.7517	3.4712	0.255
3.9164	0.702	3.386	0.2053
3.8687	0.6524	3.288	0.1556
3.8163	0.6027	3.2037	0.1059
3.7735	0.553	3.0747	0.0563

 

 

Li-ion 배터리의 OCV-SOC 곡선 Case.2 [4]

Li-ion 배터리 1S 30Ah을 ITS5300 이라는 배터리 테스트 장비를 통해서 시험하고, 이를 2차 PNGV 모델로 근사 후 파티클 필터로 SOC를 추정하는 논문이다.

OCV	SOC [%]
4.181	100
4.075	90
4.02	80
3.948	70
3.88	60
3.784	50
3.696	40
3.644	30
3.596	20
3.521	10
3.423	0

 

 

 

 

[1] Ines Baccouche, Sabeur Jemmali, Asma Mlayah, Bilal Manai and Najoua Essoukri Ben Amara, Implementation of an Improved Coulomb-Counting Algorithm Based on a Piecewise SOC-OCV Relationship for SOC Estimation of Li-Ion Battery, 2018, https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1803/1803.10654.pdf

[2] H. Rahimi-Eichi, F. Baronti and M.-Y. Chow, Modeling and Online Parameter Identification of Li-Polymer Battery Cells for SOC estimation, 2012, https://ieeexplore.ieee.org/document/6237284

[3] Fadlaoui Elmahdi, Lagrat Ismail, and Masaif Noureddine, Fitting the OCV-SOC relationship of a battery lithium-ion using genetic algorithm method, E3S Web of Conferences, ICIES 2020, https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/pdf/2021/10/e3sconf_icies2020_00097.pdf

[4] Yuanfei Geng, Hui Pang, Xiaofei Liu, State‑of‑charge estimation for lithium‑ion battery based on PNGV model and particle flter algorithm, Journal of Power Electronics, 2022, https://link.springer.com/article/10.1007/s43236-022-00422-0

[5] Bogdan Cristian Florea and Dragos Daniel Taralunga, Blockchain IoT for Smart Electric Vehicles Battery Management, Sustainability, 2020, https://www.researchgate.net/publication/341375744_Blockchain_IoT_for_Smart_Electric_Vehicles_Battery_Management

[6] Sethia, Gautam & Majhi, Somanath & Nayak, Sisir & Mitra, Sagar. (2021). Strict Lyapunov super twisting observer design for state of charge prediction of lithium‐ion batteries. IET Renewable Power Generation. 15. 10.1049/rpg2.12039, https://www.researchgate.net/publication/348448327_Strict_Lyapunov_super_twisting_observer_design_for_state_of_charge_prediction_of_lithium-ion_batteries?_tp=eyJjb250ZXh0Ijp7ImZpcnN0UGFnZSI6Il9kaXJlY3QiLCJwYWdlIjoiX2RpcmVjdCJ9fQ

[7] https://learn.adafruit.com/li-ion-and-lipoly-batteries/voltages

[8] TYPICAL LITHIUM ION POLYMER TECHNICAL DATA, http://www.ibt-power.com/Battery_packs/Li_Polymer/Lithium_polymer_tech.html

 

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