無論是讀萬卷書,還是行萬里路,,都源于點(diǎn)點(diǎn)滴滴的積累。
大家好,,不知不覺,2020 就過去大半了,,真的是光陰似箭?。”酒诟蠹伊囊涣?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/電池包" target="_blank">電池包的 SOH,,一起來學(xué)習(xí)交流吧,!介紹電池包的 SOH 定義為電池健康狀態(tài)的定量指標(biāo),并根據(jù)電池的壽命終止來確定,。但是,,并不是所有的業(yè)界專家都接受電池的壽命終止這種單一的定義。
因此,,在業(yè)界也有不同的定義,,比如:“日歷壽命”——用月或者年來表示電池的壽命。所以,,電池的終止壽命也被認(rèn)為是基于時(shí)間周期,。然而,我們也知道,,電池的壽命也受不同的使用場(chǎng)景的影響,。所以,另外一種電池壽命的定義也隨即提出——“循環(huán)壽命”,。在第二種定義中,,電池包的壽命通過電池包充放電模式的使用表示。此時(shí),,電池包的壽命計(jì)算是基于充放電的循環(huán)數(shù)的,。當(dāng)負(fù)載條件一致并且可重復(fù)時(shí),這種定義就可以拿來計(jì)算電池包 SOH 了,。
電池健康狀態(tài)-SOH
如前面所說,,SOH 的定義在業(yè)界是有異聲的,,也就是存在不同的定義方式,。SOH 指示的是剩余的電池壽命,;然而,問題是并不是單一的關(guān)于電池終止壽命的定義被廣泛接受,。為了澄清這一點(diǎn),,業(yè)界的一些通用的表達(dá)解釋如下:
日歷壽命(Calendar Life)
在此種定義中,電池的壽命,,和它的壽命終止,,用一系列的月數(shù)或者年數(shù)來代表。我們同意,,跟其他的設(shè)備一樣,,電池的使用壽命受到不同的使用場(chǎng)景的影響。當(dāng)然電池的壽命也可能比日歷預(yù)測(cè)的提前結(jié)束,,因此,,另外一種定義電池壽命的方式——循環(huán)壽命,被提了出來,。
循環(huán)壽命(Cycling Life)
此種定義中,,電池壽命計(jì)算取決于在給定條件下的電池可以維持的循環(huán)數(shù)。但是準(zhǔn)確的周期在電動(dòng)汽車中又很難計(jì)數(shù),,因?yàn)轵?qū)動(dòng)條件是可變的,,因此電池?zé)o法定期循環(huán)。另一方面,,充放電速率也會(huì)明顯影響到可用的循環(huán)數(shù),。此外,所有類似的電芯都不一定有相同的行為,,不同電芯的可用循環(huán)數(shù)也不一樣,。
基于容量衰減的 SOH 定義(Capacity Fade)
關(guān)于電池循環(huán)計(jì)數(shù)的實(shí)際限制,已經(jīng)有一些結(jié)論得出:我們需要一些其他的定量指標(biāo)來反應(yīng)電池的老化情況,。例如:電池的容量衰減已經(jīng)在許多的研究中用作反應(yīng)電池老化的指標(biāo),。鋰離子電池的惡化也是始于電池生產(chǎn)制造之后由于電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。這個(gè)過程會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部活性物質(zhì)的惡化,,并且因此,,電池的內(nèi)阻增加,這意味著電池內(nèi)部更多的損耗和容量的衰減,。對(duì)電池容量進(jìn)行估算可以給我們傳達(dá)一些有用的信息,。這樣我們可以通過對(duì)比電池的容量(Cbatt)和它的初始容量值(Cinit)來獲取電池的當(dāng)前的衰減程度。通常來說,,我們認(rèn)為當(dāng)電池的終止壽命是當(dāng)前容量達(dá)到容量初始值的 80%的時(shí)候,。SOH 可以用如下的公式來表示:SOH = 1- (Cinit-Cbatt)/0.2Cinit, 0.8Cinit < Cbatt < Cinit 這里,SOH 可以在 0—1 之間變化,,0 意味著電池的壽命終止(Cbatt=80%Cinit),。公式分母中的系數(shù) 0.2 來自于 Cinit-0.8Cinit=0.2Cinit。
基于功率衰減的 SOH 定義(Power Fade)
電池 SOH 的另一個(gè)定義是基于“功率衰減”而不是容量衰減,。這里指的是老化的過程如何降低電池的功率,。電池直接可以傳送的功率取決于電池內(nèi)部的電阻。幾乎所有類型的電池的老化都會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)阻的增加,。因此,,我們可以用此參數(shù)來表示電池的 SOH。電池的內(nèi)阻越高,,其可用的功率就越小,。原因是較高的內(nèi)阻導(dǎo)致電池端子的電壓降比較高。我們假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的電池模型,,包含一個(gè)電阻(Ro)和一個(gè)電壓源(Voc)串聯(lián),,電池的終端電壓(Vt)的計(jì)算如下:(內(nèi)阻直接會(huì)影響到終端電壓的回落(Ro*Io))Vt = Voc - Ro*Io
業(yè)界也有許多研究評(píng)估了電池老化對(duì)其內(nèi)阻的影響。比如:當(dāng)電池的歐姆內(nèi)阻達(dá)到初始化內(nèi)阻的兩倍時(shí),,我們可以認(rèn)為電池的 EOL 達(dá)到了,。使用此種定義,電池 SOH 可以用下面的算式計(jì)算:
SOH = 1 - (Rbatt - Rinit)/Rinit,, Rinit <= Rbatt <= 2Rinit 這里,,Rinit 是電池包的初始內(nèi)阻,Rbatt 是電池包的當(dāng)前階段的內(nèi)阻,。相應(yīng)的 SOH 在 0—1 之間變化代表著電池的 BOL 和 EOL,。
另外一份研究中,電池的 EOL 被定義為最大的功率(Pmax)將為原來的(Pinit)70%,。公式表示如下:Pmax/Pinit = Rinit/Rbatt 這里,,Pinit 和 Rinit 是電池初始最大的功率和初始的歐姆內(nèi)阻,Pmax 和 Rbatt 是電池包一定數(shù)量的循環(huán)后的當(dāng)前最大功率和歐姆內(nèi)阻,。
有文獻(xiàn)研究表明,,電池的極化內(nèi)阻不是反應(yīng)電池老化的歐姆內(nèi)阻。下圖就顯示了在電池循環(huán)過程中其極化內(nèi)阻和歐姆內(nèi)阻的變化對(duì)比,。結(jié)果表明,,歐姆內(nèi)阻與極化內(nèi)阻相比有更高的敏感度。
根據(jù)不同的電池包 SOH 的定義,,不同技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于電池包 SOH 的估算,。通常,上述提到的定義的一個(gè)或者組合與適當(dāng)?shù)?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/測(cè)量" target="_blank">測(cè)量和估算技術(shù)一起使用,。好多文獻(xiàn)資料中提出了各種 SOH 的估算技術(shù),,考慮一個(gè)或多個(gè)電池參數(shù),,隨著電池老化而變化,以得到電池 SOH 的估算,。
以上,,就是本期主要分享的關(guān)于 SOH 的介紹,下一篇將給大家?guī)?SOH 的估算方法相關(guān)內(nèi)容,。我們下期再見啦!