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鋰電池健康狀態(tài)評(píng)估的關(guān)鍵方法與提升策略

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2025年06月10日 14:34

鋰電池健康狀態(tài)評(píng)估 在現(xiàn)代電池管理系統(tǒng)中， SOH的重要性極大。SOH，即鋰電池的健康狀態(tài)，是評(píng)估電池性能的關(guān)鍵指標(biāo)。在電池管理系統(tǒng)(BMS)中，SOH的準(zhǔn)確評(píng)估對(duì)于確保電池的安全、高效運(yùn)行至關(guān)重要。鋰離子電池的健康狀態(tài)，即SOH，是在特定條件下，電池實(shí)際能夠充入或放出的電量與其標(biāo)稱容量之間的比例。這一指標(biāo)對(duì)于評(píng)估電池性能至關(guān)重要。

011. 電池容量定義

電池容量定義為在特定條件下，電池從滿電狀態(tài)放電至截止電壓所能釋放的最大電能，與新電池的額定容量相比，其比值的百分比即為容量定義。若此比值降至80%以下，則可判定電池已基本老化。Qaged代表電池在當(dāng)前狀態(tài)下的最大可用電量，單位為安時(shí)（Ah）；而Qnew則表示新電池完全充滿電時(shí)的容量，同樣以安時(shí)為單位。

022. 內(nèi)阻與剩余電量

隨著電池的老化，其 內(nèi)阻會(huì)逐漸增大，而這一變化與電池容量的減小密切相關(guān)。因此，我們可以從電池內(nèi)阻的變化來定義電池的老化程度。同時(shí)，隨著電池的使用，其 剩余電量會(huì)逐漸減少，這一變化同樣可以作為一個(gè)衡量電池老化程度的指標(biāo)。通過觀察電池在不同使用階段的剩余電量，我們可以更全面地了解電池的性能狀況。

033. 影響因素

電池健康狀態(tài)不僅會(huì)受到電池的使用時(shí)間、充放電頻率、深度及環(huán)境溫度等多方面的因素影響。這些因素都會(huì)對(duì)電池的剩余電量產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響SOH的變化。在評(píng)估電池性能時(shí)，我們需要綜合考慮這些因素的作用。

? 3.1. 放電深度DOD的影響

放電深度DOD，即電池放電的程度，是影響電池壽命的關(guān)鍵因素。在相同容量下，放電深度越深，意味著電池釋放的能量越多，從而加速了電池的損耗，進(jìn)而縮短了其使用壽命。

? 3.2. 充放電速率的影響

充放電速率是電池壽命的又一重要影響因素。高倍率電流充放電會(huì)加劇電池的極化現(xiàn)象，導(dǎo)致電池壽命縮短。同樣，充放電電流過小也會(huì)對(duì)電池壽命產(chǎn)生不良影響。

? 3.3. 溫度對(duì)電池性能的影響

溫度是電池性能的關(guān)鍵因素。過高或過低的溫度都會(huì)對(duì)電池造成不良影響。在低溫環(huán)境下，電池內(nèi)部的電解液活性會(huì)受到抑制，從而降低充放電效率。而在高溫環(huán)境下，電池內(nèi)部的化學(xué)平衡體系可能遭受破壞，導(dǎo)致電池材料結(jié)構(gòu)變形，進(jìn)而縮短其使用壽命。

? 3.4. 過充與過放電的影響

當(dāng)電池放電至其截止電壓后，若繼續(xù)放電，會(huì)導(dǎo)致電極與電解液之間發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而使電池的活性成分逐漸減少，嚴(yán)重影響電池的使用壽命。同樣地，過充電也會(huì)對(duì)電池壽命產(chǎn)生不良影響。

044. 提升SOH的措施

為了提高電池組的 健康狀態(tài)，可以從制造工藝、使用條件及系統(tǒng)管理等多方面采取措施。比如，嚴(yán)格控制電池的制造工藝，確保出廠電池質(zhì)量上乘，特別是要保證初始電壓的一致性，盡量避免電池過充，深度放電同樣要盡量避免，為電池組提供適宜的工作環(huán)境，保持穩(wěn)定的溫度條件，引入電池均衡系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化的電池組充放電管理。

055. SOH估算方法

估算電池健康狀態(tài)的方法多樣，包括容量法、部分放電法與內(nèi)阻法等：

? 5.1. 容量法

依據(jù)電池的容量定義及相應(yīng)公式進(jìn)行估算。通過一次完整的充放電循環(huán)，分別測(cè)量循環(huán)中的充電量和放電量，再結(jié)合新電池的額定容量，即可得出當(dāng)前電池的SOH。

? 5.2. 部分放電法

通過多次對(duì)電池進(jìn)行大倍率放電，觀察放電倍率與端電壓之間的變化關(guān)系，進(jìn)而得出電池的相關(guān)特性。這種方法通常僅適用于實(shí)驗(yàn)室中的簡(jiǎn)單測(cè)量與分析。

? 5.3. 內(nèi)阻法

內(nèi)阻是電池的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了電池內(nèi)部的電阻特性。通過內(nèi)阻的定義公式，我們可以得到對(duì)應(yīng)當(dāng)前電池狀態(tài)的內(nèi)阻值。然而，單獨(dú)使用內(nèi)阻法進(jìn)行電池狀態(tài)的估計(jì)存在一定的局限性，因?yàn)閮?nèi)阻的測(cè)量精度會(huì)影響最終估計(jì)的準(zhǔn)確性。因此，結(jié)合其他方法，如基于模型的方法，可以更廣泛地應(yīng)用內(nèi)阻法進(jìn)行電池狀態(tài)的估算。

066. UKF算法估算

UKF算法估算是一種強(qiáng)大的在線辨識(shí)方法，可以用于估算電池的內(nèi)阻參數(shù)。結(jié)合內(nèi)阻和電池健康狀態(tài)（SOH）之間的關(guān)系函數(shù)，我們可以實(shí)時(shí)地估計(jì)電池的SOH。在估算過程中，首先需要建立電池模型（如電池管理系統(tǒng)(BMS)中的電池模型），明確電池內(nèi)阻R0與SOH之間的關(guān)聯(lián)。這樣，通過UKF算法，我們可以更準(zhǔn)確地估計(jì)電池的健康狀態(tài)。

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