BMS算法设计之电池SOH的介绍 上

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大家好，不知不觉2020年就过半了。时间过得真快！让本期就来说说电池组的SOH，学会互相交流！介绍

电池的SOH定义为电池的定量指标的健康状况，并根据电池的结束时间来确定的生活。然而，并不是所有的行业专家都接受电池寿命终止的单一定义。所以业内有不同的定义。例如，日历生活——表示电池的寿命，以月或年为单位。因此，电池的最终寿命也被认为是基于时间段的。但是，我们也知道，电池的寿命也会受到不同使用场景的影响。因此，电池寿命的另一个定义立即被提出来作为—— 循环寿命。在第二个定义中，通过使用电池组的充电和放电模式来表示电池组的寿命。此时，电池组的寿命计算基于充电和放电的循环次数。当负载条件一致且可重复时，该定义可用于计算电池组的SOH。

电池健康状况- SOH

如前所述，业内对SOH的定义不一，即有不同的定义。SOH表示剩余电池寿命；然而，问题是电池寿命没有一个被广泛接受的单一定义。为了阐明这一点，业内的一些常用表述解释如下：

日历寿命(日历寿命)

在这个定义中，电池的寿命，以及它的寿命结束，是由一系列的月或年来表示的。我们同意，和其他设备一样，电池的使用寿命会受到不同使用场景的影响。当然，电池的寿命也可能比日历预测提前结束。因此，提出了另一种定义电池寿命的方法，即3354次循环寿命。

骑行生活

在这个定义中，电池寿命的计算取决于电池在给定条件下可以维持的循环次数。然而，精确的循环在电动汽车中很难计算，因为行驶条件是可变的，所以电池可以定期循环。另一方面，充电和放电的速率将明显影响可用的循环次数。此外，所有相似的细胞不一定具有相同的行为，不同细胞的可用周期也不同。

基于容量衰减(容量衰减)的SOH定义

至于电池循环计数的实际局限性，得出了一些结论：我们需要一些其他的定量指标来反映电池的老化。例如，在许多研究中，电池的容量衰减被用作电池老化的指标。由于电池内部的电化学反应，锂离子电池的劣化也在电池制造之后开始。这个过程会导致电池中活性物质的变质，因此，电池的内阻会增加，这意味着电池中更多的损耗和容量衰减。估计电池容量可以给我们一些有用的信息。这样，我们就可以通过比较电池的容量(Cbatt)和初始容量值(Cinit)来得到电池当前的衰减程度。一般来说，我们认为当电池的寿命终止是指当前容量达到初始容量的80%时。SOH可以用下面的公式表示：SOH=1-(CINAT-CBATT)/0.2CInit，0.8CInit & ltCbatt=80%Cinit。这里，SOH可以在0到1之间变化，0表示电池寿命的结束(CBATT=80% CINIT)。公式分母中的系数0.2来自cinit-0.8 cinit=0.2 init。

基于功率衰减(功率衰减)的SOH定义

电池SOH的另一个定义是基于功率衰减而不是容量衰减。这是指老化过程如何降低电池的电量。电池能直接传输的功率取决于电池的内阻。几乎所有类型的电池老化都会导致电池内阻增大。因此，我们可以用这个参数来表示电池的SOH。电池的内阻越高，可用功率越小。原因是高内阻导致电池端子的高电压降。让假设一个简单的电池模型，包括串联的电阻(Ro)和电压源(Voc)。电池的端电压(Vt)计算如下：(内阻会直接影响端电压降(RO * IO)) VT=VOC-RO * IO。

业界也有很多研究评估电池老化对其内阻的影响。例如，当电池的欧姆内阻达到初始内阻的两倍时，我们可以认为电池的EOL已经达到。使用该定义，电池SOH可以通过以下公式计算：

Soh=1-(Rbatt-Rinit)/rinit，rinit & lt=rbatt & lt=2RInit这里，RInit是电池组的初始内阻，rbatt是当前阶段电池组的内阻。SOH在0和1之间的变化代表电池的BOL和EOL。

在另一项研究中，电池的EOL被定义为最大功率(Pmax ),它将是原始功率(PINIT)的70%。公式如下：Pmax/Pinit=Rinit/Rbatt其中，Pinit和Rinit为电池的初始最大功率和初始欧姆电阻，Pmax和Rbatt为电池组经过一定次数循环后的当前最大功率和欧姆电阻。

文献研究表明，电池的极化内阻并不是反映电池老化的欧姆内阻。下图是电池在循环过程中极化内阻和欧姆内阻的变化对比。结果表明，欧姆电阻比极化电阻更敏感。

根据不同电池组SOH的定义，不同的技术已经被应用于电池组SOH的估计。通常，上述定义中的一个或组合与适当的测量和估计技术一起使用。许多文献中提出了各种SOH的估计技术，认为一个或多个电池参数随着电池的老化而变化，从而得到电池的SOH的估计。

以上是本期主要分享的SOH的介绍，下期为大家带来SOH估算方法的相关内容。下次见！

审计福冈江