锂電池組SOH估算的方法

TIME: 2021-04-22 锂電池百科

1、放電實驗法

锂電池組SOH估算使用放電實驗法是最簡單的測量方法，對電池進行放電，直至電池電壓接近截止電壓，則電池放出的電量與電池額定容量比值的百分比就是電池的SOH。但是放電實驗法的缺點也很明顯，該方法無法在線估計電池的SOH，並且由于需要對電池進行大電流放電，對放電設備的規格要求很高，會增加實驗的成本，並且需要對設備進行實時看護。若以0.1C的電流對電池進行放電實驗，則需10小時的實驗，時間較長，同時進行深度放電會對電池壽命造成影響。另一種放電實驗法是對電池進行局部放電，局部放電的精度與電池的放電深度有關

2、電壓陡降法

在电池的使用初期，根据电池电压在发生陡降时的特性来测量锂電池组的SOH。在电池的老化过程中，由于电池内部物质活性的降低，电阻变大，电池的容量和电池的陡降电压都会发生变化，根据陡降电压与SOH的关系来测量SOH。这种测量SOH的方法简单快速，但是不能够进行在线估计，并且需要恒定负载进行放电实验。

3、電阻折算法

電池的內阻與SOH存在一定的關系。SOH越低，電池內阻越大，通過檢測電壓、電流、溫度等數據，間接計算出電池的內阻值，然後根據SOH與電池內阻的關系計算求得SOH。但是電池的內阻在SOH變化範圍不大時變化不明顯，而當電池老化嚴重時電阻值的變化較大，因而該方法在SOH變化較小時，測量的誤差會較大。

4、锂電池组SOH估算的循环次数折算法

是一種根據電池的使用次數來估算電池壽命的方法，該方法將電池的壽命等效成循環使用次數。比如電池單次SOC的變化超過10%，則認爲電池的循環次數加1，然後根據電池循環次數與SOH的關系求得電池的SOH。

5、锂電池组SOH估算的阻抗分析法

阻抗分析法是當今最前沿的SOH測量方法。Feder和Hlavac提出了采用單一頻率的交流信號來測量電池的SOH，但是這種方法僅在SOH值較低時精度較好。隨後Champlin提出了DFIS（離散頻率導抗譜）技術，這個方法是對電池輸入不同頻率的信號，對采集到的數據進行分析來估算電池參數。

根據不同頻率的輸入電流測量得到電池的阻抗來估算電池的SOH，目前已經應用在電動汽車的SOH估計中，其估計的精度較好。

綜上所述，估算SOH的方法大致可以分爲兩類，一類是不基于模型的測量SOH的方法，如放電試驗法，循環次數折算法等，一類是基于模型的SOH估計算法，如經驗模型法，電阻折算法，阻抗分析法等。其中放電實驗法的測量SOH結果最爲准確，但是深度放電會對影響電池的壽命；電阻折算法僅將電阻作爲評價SOH的依據，但電池老化時電阻的變化範圍較小，因此該方法的誤差較大；經驗模型法需要對電池進行大量的實驗，繪制成Map圖，但是該方法有一定的局限性，針對不同的電池需要繪制不同的Map圖；阻抗分析法是目前最爲前沿的方法，可以根據阻抗譜較爲直觀的分析SOH的變化，但是該方法需要的成本較高，每台設備約爲5萬美元。

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