SOC(stateofcharge)算法一直是電池管理系統(tǒng)（BMS）開發(fā)應用的關鍵技術之一。因此討論SOC算法的技術文章很常見，企業(yè)對SOC估算的高精度也往往是宣傳的亮點。而關于SOC詳盡的解釋和定義卻不常被考慮，從而導致了SOC算法結果的參考價值大打折扣。顯而易見若SOC的概念都是模糊的，又何來精確的SOC呢？因此作者希望通過本文分析幾種維度下的SOC值，以及這些SOC值的作用。

粗率的說，SOC=剩余容量/額定容量，而要準確表述SOC的意義就要對計算的分母——額定容量(TotalCapacity)和分子——剩余容量(ResidualCapacity)進行更為嚴謹?shù)亩x。以下是某些企業(yè)和組織關于SOC的定義：

(1)美國先進電池聯(lián)合會(USABC)在其《電動汽車電池實驗手冊》中定義SOC為:電池在一定放電倍率下,剩余電量與相同條件下額定電量(Ah)的比值。

(2)韓國起亞汽車公司定義SOC為：SOC=剩余可用能量/總的可用能量(Wh)。

(3)日本本田公司電動汽車EVPlus定義SOC為：SOC=剩余電量/(額定電量-電量衰減)；剩余電量(Ah)=額定電量-凈放電量-自放電量-溫度補償電量。

SOC算法首要的難點便是針對不同的“功能需求”進行額定容量和剩余容量的定義，同時這兩個參數(shù)一旦從不同的性質維度、溫度維度、電池生命周期維度去觀察，則可能計算出不同的SOC值。首先解釋什么是“功能需求”。在計算出電池組系統(tǒng)的SOC值后，有多個功能模塊將調用SOC值作為其的輸入，同時不同的功能模塊調用SOC值的需求也不盡相同。大致可以將“功能需求”分為三類：

1.用戶參考需求：

第一類是最常見的需求，即用戶需要對電池系統(tǒng)剩余的可用能量進行評估，從而決策對產品的使用方式。因此用戶更為在意的是與運行距離或使用時間對應的SOC關系。

2.整車控制策略參考需求：

第二類是整車控制策略需要參考的SOC值，從而對行駛策略進行管理。尤其是混動汽車需要將SOC值始終控制在適合的區(qū)域內，從而實現(xiàn)節(jié)能減排(SOC不能太高，確保剎車能量能盡可能多的回收)，提升性能(SOC不能太低，確保加速過程的大功率輸出)，提高能量效率(保持在低內阻SOC區(qū)間運行)，延長電池壽命(保持長期運行淺充淺放)的作用。因此整車控制器更為在意的是功率特性和壽命衰減對應的SOC關系。

3.電池管理算法參考需求：

第三類是電池管理算法中需要參考的SOC值，由于電池組系統(tǒng)將隨著使用和擱置從BOL狀態(tài)向EOL狀態(tài)過渡，而BMS則需要對電池系統(tǒng)全生命周期進行管理。因此電池管理算法更為在意的是在內部有一個基準，使算法在BOL和EOL之間的任一狀態(tài)找到可以互相等價的SOC關系。類似于工程經(jīng)濟學中利用時間價值模型將不同階段的資金通過折現(xiàn)率算法(discountrate)計算，從而進行轉化或比較。

由此可見要滿足不同“功能模塊”對SOC值的參考需求，SOC值的含義需要更多元，對不同功能輸出的SOC值要更精準。接下來我們就需要討論該從哪幾個維度去定義SOC值：

1.容量性質維度

進行容量積分運算的時候我們可以根據(jù)電荷守恒定律選擇以安時(Ah)為單位，也可以根據(jù)能量守恒定律選擇以瓦時(Wh)為單位。如下圖所示，以容量C為X軸，以電壓V為Y軸。不同溫度下1C放電截止在X軸上的點為當前溫度下電池的電量(mAh)，而各個放電曲線與X、Y軸形成的面積為當前溫度下電池的能量(wh)。從圖中可以看出在低溫環(huán)境下電池電壓平臺顯著下降，因此在低溫下即使總電量損失不明顯，但總能量將大大降低。因此當SOC值被用于衡量續(xù)航的時候，顯然用能量(Wh)這個維度表征更加適合。舉例：如果用電量(Ah)的維度來計算，將會出現(xiàn)100%至50%的過程比50%至0%所釋放的能量(wh)多的情況，用戶可能會因此對續(xù)航做出過于樂觀的判斷，導致半路拋錨。這就是第一個要考慮的定義容量性質的維度。