Vad är uppskattning av hälsotillstånd (SOH)?

SOH för ett batteri kan också uttryckas som dess livslängd. Batteriets livslängd kan delas in i två typer baserat på olika användningsförhållanden: lagringslivslängd och cykellivslängd.

Lagringslivslängden representerar åldringsfenomenen och resultatet av ett batteri under lagring. Under lagring minskar batterikapaciteten oåterkalleligt och självurladdningshastigheten varierar mycket beroende på lagringsmiljön. Därför beror accelerationen eller retardationen av batteriets åldringshastighet på lagringsmiljön. Förvaringstemperaturen är en viktig faktor som påverkar lagringslivslängden och själv-urladdningen. Jämfört med rumstemperatur gör högre batterilagringstemperaturer sidoreaktioner (som korrosion) mer sannolika, och förlusten av metallkatjoner är allvarligare; medan vid låga temperaturer minskar diffusionen av ämnen och elektrokemiska reaktioner, vilket minskar batteriets åldringshastighet. En annan faktor som påverkar batterilagringslivslängden är SOC-värdet under batterilagring (här definieras SOC som jonförhållandet på elektroderna). Vid samma lagringstemperatur men olika SOC:er för batterilagring skiljer sig batteriets åldringsväg. Vid höga SOC finns en stor laddningsobalans vid gränssnittet mellan elektrod och elektrolyt, vilket främjar elektrokemiska reaktioner.

SOH

Cykellivslängden representerar effekten av batterianvändning (laddning och urladdning) på batteriet. Batteriets åldrande sker kontinuerligt under både laddning och urladdning. Temperaturen och strömmen under batterianvändning påverkar direkt livslängden. Dessutom påverkar faktorer som påverkar batteriets lagringslivslängd också cykellivslängden, eftersom relaterade reaktioner inträffar oavsett om batteriet används eller är i vila. Batterianvändning är en exoterm process; ökad temperatur påskyndar dessa reaktioner, vilket påskyndar batteriets åldrande. Förutom dessa variabler är parametrar relaterade till cykellivslängd funktioner av batteriets laddningstillstånd. Mängden laddning som går förlorad under en enstaka urladdning (förändring i laddningstillstånd) är en avgörande faktor som har en betydande inverkan på batteriets åldrande. Detta fenomen beror främst på nedbrytningen av den positiva elektroden och bildandet av SEI-filmen under hög-strömsladdning och urladdning.

Olika definitioner av SOH kan härledas från olika perspektiv. För närvarande inkluderar vanliga definitioner inom batteriforskning den interna resistansdefinitionen, definitionen av urladdningsdjup och den återstående laddningsdefinitionen.

Batteriets hälsotillstånd försämras när dess inre motstånd gradvis ökar. Batteriets hälsotillstånd (SOH) kan definieras utifrån detta förhållande:

7-54

I formeln representerar RNEW batteriets interna motstånd vid tillverkningstillfället; REOL representerar det interna motståndet vid slutet av batteriets livslängd; och R representerar batteriets interna motstånd i dess nuvarande tillstånd.

Nyckeln till denna definition är att få ett korrekt värde för batteriets interna motstånd. Dess fördel är relativt exakta mätresultat, men dess nackdel är att den inte tar hänsyn till batteriets nominella kapacitet, som påverkas avsevärt av batteriets hälsotillstånd (SOH).

Urladdningsdjupet (SOH) för ett batteri hänvisar till förhållandet mellan kapaciteten som laddas ur av batteriet och dess egen kapacitet. Detta förhållande är omvänt proportionellt mot antalet gånger batteriet kan laddas; det vill säga ju större urladdningsdjup är, desto färre antal gånger kan den laddas. Därför kan SOH definieras utifrån urladdningsdjupet som: procentandelen av det återstående antalet laddningar till det maximala antalet laddningar vid ett givet urladdningsdjup.

7-55

Laddningsläget (SOH) definieras utifrån batteriets återstående kapacitet. Efter en tids användning kan batteriets återstående kapacitet mätas direkt. Låt därför Cnew vara den maximala kapaciteten för batteriet när det inte används, och Cnorm vara den maximala användbara kapaciteten för batteriet. Då kan SOH definieras som...

7-56