01電池健康狀態(tài)評(píng)估背景

動(dòng)力鋰電池健康狀態(tài)（SOH）在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)老化或裂化現(xiàn)象，這種老化狀態(tài)通常用電池的健康狀態(tài)（State of Health, SOH）來(lái)量化表示。SOH反映了鋰電池在使用一段時(shí)間后，其某些性能參數(shù)實(shí)際值與初始值的比例，一般以電池容量或內(nèi)阻的變化為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。這個(gè)參數(shù)對(duì)于故障診斷、安全預(yù)警以及梯次利用決策都至關(guān)重要，因此準(zhǔn)確評(píng)估電池健康狀態(tài)顯得尤為重要。

影響SOH的因素眾多，包括溫度、循環(huán)次數(shù)、放電深度、充放電電流以及電池的過(guò)充過(guò)放和外力沖擊等。鋰電池的衰減過(guò)程涉及復(fù)雜的電化學(xué)系統(tǒng)機(jī)理，特別是在復(fù)雜工況下，其衰減過(guò)程變得更為復(fù)雜，這給精準(zhǔn)評(píng)估電池狀態(tài)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。

02評(píng)估方法綜述

? 直接測(cè)量法的優(yōu)缺點(diǎn)

直接測(cè)量法雖然計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確且適用于各種不同類(lèi)型的電池，但需要離線進(jìn)行且測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)，不適用于梯次利用產(chǎn)品的快速分選和SOH的在線實(shí)時(shí)評(píng)估。

? 模型法解析

模型法則包括機(jī)理模型法、等效電路模型法以及黑箱模型法等。

? 機(jī)理模型法

機(jī)理模型法通過(guò)對(duì)電池內(nèi)部特定的電化學(xué)反應(yīng)及傳遞耦合過(guò)程進(jìn)行分析建模，來(lái)研究電池容量衰退或內(nèi)阻增加的變化規(guī)律，從而評(píng)估SOH值。這種方法精度高，但涉及大量非線性方程，計(jì)算復(fù)雜度高，在線實(shí)時(shí)應(yīng)用存在困難。

? 等效電路模型法

等效電路模型法則將電池等效為一個(gè)電路模型，通過(guò)描述電池的動(dòng)態(tài)特性和容量衰退特性來(lái)評(píng)估SOH。這種方法參數(shù)物理意義明確、直觀性強(qiáng)且計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單，但需要大量數(shù)據(jù)采集分析，且受限于電池類(lèi)型和型號(hào)，適應(yīng)性較差，同時(shí)造價(jià)也較為昂貴。

? 黑箱模型法

黑箱模型法著眼于鋰離子電池的外部特性，通過(guò)分析充放電特性曲線中的電流和電壓數(shù)據(jù)來(lái)描述電池的動(dòng)態(tài)行為。這種方法完全基于歷史測(cè)量數(shù)據(jù)，無(wú)需深入了解電池內(nèi)部的電化學(xué)過(guò)程，從而簡(jiǎn)化了模型構(gòu)建的復(fù)雜性。黑箱模型具有較高的計(jì)算效率，能夠在系統(tǒng)層級(jí)上實(shí)現(xiàn)對(duì)SOH的精確在線估計(jì)。然而，這類(lèi)模型的泛化能力相對(duì)較弱，存在一定的應(yīng)用局限性。

03匠芯電池的黑箱模型法實(shí)踐

匠芯電池在電池健康狀態(tài)評(píng)估算法領(lǐng)域深耕多年，積累了豐富的線下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并充分利用大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)資源。基于自身優(yōu)勢(shì)，該公司目前專(zhuān)注于黑箱模型法的研發(fā)。黑箱模型法以其計(jì)算量小、成本低廉和易于實(shí)現(xiàn)等特性而受到青睞，盡管其通用性有待提升，且需求大量數(shù)據(jù)，需針對(duì)每款車(chē)型單獨(dú)建模，但建模過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單且高效。匠芯電池已成功為14款車(chē)型、21款電池包建立了模型，評(píng)估準(zhǔn)確率高達(dá)90%以上，可廣泛應(yīng)用于電池健康狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控、二手車(chē)交易以及退役電池的快速分選等多個(gè)領(lǐng)域。

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