鋰電池組SOH估算的方法

1、放電實(shí)驗(yàn)法

鋰電池組SOH估算使用放電實(shí)驗(yàn)法是最簡(jiǎn)單的測(cè)量方法，對(duì)電池進(jìn)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(shí)驗(yàn)法的缺點(diǎn)也很明顯，該方法無(wú)法在線估計(jì)電池的SOH，并且由于需要對(duì)電池進(jìn)行大電流放電，對(duì)放電設(shè)備的規(guī)格要求很高，會(huì)增加實(shí)驗(yàn)的成本，并且需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)看護(hù)。若以0.1C的電流對(duì)電池進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)，則需10小時(shí)的實(shí)驗(yàn)，時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)進(jìn)行深度放電會(huì)對(duì)電池壽命造成影響。另一種放電實(shí)驗(yàn)法是對(duì)電池進(jìn)行局部放電，局部放電的精度與電池的放電深度有關(guān)

2、電壓陡降法

在電池的使用初期，根據(jù)電池電壓在發(fā)生陡降時(shí)的特性來(lái)測(cè)量鋰電池組的SOH。在電池的老化過(guò)程中，由于電池內(nèi)部物質(zhì)活性的降低，電阻變大，電池的容量和電池的陡降電壓都會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)陡降電壓與SOH的關(guān)系來(lái)測(cè)量SOH。這種測(cè)量SOH的方法簡(jiǎn)單快速，但是不能夠進(jìn)行在線估計(jì)，并且需要恒定負(fù)載進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)。

3、電阻折算法

電池的內(nèi)阻與SOH存在一定的關(guān)系。SOH越低，電池內(nèi)阻越大，通過(guò)檢測(cè)電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)，間接計(jì)算出電池的內(nèi)阻值，然后根據(jù)SOH與電池內(nèi)阻的關(guān)系計(jì)算求得SOH。但是電池的內(nèi)阻在SOH變化范圍不大時(shí)變化不明顯，而當(dāng)電池老化嚴(yán)重時(shí)電阻值的變化較大，因而該方法在SOH變化較小時(shí)，測(cè)量的誤差會(huì)較大。

4、鋰電池組SOH估算的循環(huán)次數(shù)折算法

是一種根據(jù)電池的使用次數(shù)來(lái)估算電池壽命的方法，該方法將電池的壽命等效成循環(huán)使用次數(shù)。比如電池單次SOC的變化超過(guò)10%，則認(rèn)為電池的循環(huán)次數(shù)加1，然后根據(jù)電池循環(huán)次數(shù)與SOH的關(guān)系求得電池的SOH。

5、鋰電池組SOH估算的阻抗分析法

阻抗分析法是當(dāng)今最前沿的SOH測(cè)量方法。Feder和Hlavac提出了采用單一頻率的交流信號(hào)來(lái)測(cè)量電池的SOH，但是這種方法僅在SOH值較低時(shí)精度較好。隨后Champlin提出了DFIS（離散頻率導(dǎo)抗譜）技術(shù)，這個(gè)方法是對(duì)電池輸入不同頻率的信號(hào)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來(lái)估算電池參數(shù)。

根據(jù)不同頻率的輸入電流測(cè)量得到電池的阻抗來(lái)估算電池的SOH，目前已經(jīng)應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)的SOH估計(jì)中，其估計(jì)的精度較好。

綜上所述，估算SOH的方法大致可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是不基于模型的測(cè)量SOH的方法，如放電試驗(yàn)法，循環(huán)次數(shù)折算法等，一類(lèi)是基于模型的SOH估計(jì)算法，如經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头ǎ娮枵鬯惴?，阻抗分析法等。其中放電?shí)驗(yàn)法的測(cè)量SOH結(jié)果最為準(zhǔn)確，但是深度放電會(huì)對(duì)影響電池的壽命；電阻折算法僅將電阻作為評(píng)價(jià)SOH的依據(jù)，但電池老化時(shí)電阻的變化范圍較小，因此該方法的誤差較大；經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头ㄐ枰獙?duì)電池進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，繪制成Map圖，但是該方法有一定的局限性，針對(duì)不同的電池需要繪制不同的Map圖；阻抗分析法是目前最為前沿的方法，可以根據(jù)阻抗譜較為直觀的分析SOH的變化，但是該方法需要的成本較高，每臺(tái)設(shè)備約為5萬(wàn)美元。