锂离子电池健康状态的估计方法分析

EOL EOL NEW工装制作
SOH
100%R R
R R −=×−                (2)
式中:R EOL 是电池寿命结束时的内阻;
R NEW 是新电池内阻;R 是当前状态下的内阻。
2 SOH估计方法
邬婧婧不同的文献对SOH 估计方法的分类也不同,本文将常用的SOH 估计方法分为三大类:实验估计法、自适应滤波法和数据驱动法。
2.1 实验估计法
实验估计法可以通过直接测量容量、内阻,或通过差分分析法间接分析出与电池SOH 相关的特征参数,主要包括容量测量法、电阻测量法和差分分析法。
2.1.1 容量测量法
电池容量反映了一个充满电的电池可以储存多少能量,被用作SOH 估计指标之一。准确测量电池的当前容量是估计SOH 最简单和最精确的方法。虽然市场上已经有成熟的容量测试器,是以电池放电的方式通过可测变量(电流)来测量当前
的放电容量,单位为Ah ,测量精度高[5]。
但该方法只适用于固定的环境如实验室。还需要对电池进行反复的充放电实验,因此不适合实际应用。
2.1.2 电阻测量法
电阻测量法是基于电池直流内阻或交流阻抗对SOH 估计。先要建立内阻与SOH 的对应关系,然后通过对内阻的精确测量估计SOH 。文献[6]基于电池等效电路模型采用温度因素对SOH 估计误差进行校准,还引入了最小二乘法获取电池的内阻参数用于SOH 估计。结果表明,该方法的估计效果好且计算量低。但未考虑在动态工况下电池温度对估计的影响,因此需要进一步研究。
2.1.3 差分分析法
由于直接从电压曲线中获得的电池内部信息非常少,采用
电化学特性和增量容量分析 (incremental capacity analysis ,ICA)来处理电压数据,得到有特征参数的IC 曲线。IC 曲线以非常小
0 引言
为了解决环境污染和能源短缺的重要问题,目前已经把具有多种能量来源和节能环保的电动汽车作为汽车产业发展的关卷纸架
键方向[1]。
SOH 通常被定义为在特定条件下以一定速度从满载到截止电压放电的电池标称容量的百分比。锂电池以其能量密度高、使用寿命长、自我放电率极低、对环境污染小等优点,逐渐发展成为电动汽车不可缺少的可靠能源。健康状况是衡量锂电池降
解程度的指标。不同的文献对其有不同的定义和估算方法[2],
还有基于内阻、循环次数等的定义。电池使用的次数越来越多后,锂电池会慢慢老化,这严重影响电动汽车行车安全与续航里程,因此研究锂电池的SOH 估计有重要意义。由于SOH 受众多内外部因素的影响,与电池的老化机制有关,难以直接测量获取。但可以通过电池中的可测变量如容量、内阻计算得到。目前国内外对锂电池状态估计中荷电状态(state of charge ,SOC)估计较多,SOH 估计较少,因此有必要对锂电池SOH 估计方法进行研究。
1 SOH定义
IEEE 标准1188.1996明确指出[3]:当电池SOH<80%时,电池不能正常工作,需要更换。随着电池充放电次数的增加和搁置时间的累积,电池的容量减少和内阻增加。因此常用容量和内阻定义SOH 。
1.1 容量定义SOH
平板显示锂离子电池当前电池最大容量占电池额定容量的百分比
为SOH 的定义[4],如式(1)所示。
该定义简单,但在电池正常工作中,对Q aged 准确地实时估算具有较大难度。
aged
无菌检查薄膜过滤器rated SOH 100%Q Q =×                (1)
式中:Q rated 为新电池出厂时的额定容量;
Q aged 为投入使用后电池实际的最大容量。
1.2 内阻定义SOH电动雕刻刀
通常SOH 在一定程度上能反映电池的老化情况,电池内阻增大是老化的主要原因。SOH 内阻定义如式(2)所示。
锂离子电池健康状态的估计方法分析
梁晓静(东莞维科电池有限公司,广东 东莞 523000)
摘要:电池管理系统是锂离子电池高效、安全运行的重要保障。文章通过对近几年国内外锂离子健康状态估计方法相关文献的整理,综述了锂离子电池健康状态的定义和估计方法,并对现有的估计方法进行了分类和阐述,提出未来需要改进的方向。关键词:电池管理系统;锂离子电池;健康状态;估计方法
A Review of Lithium-ion Battery State of Health Estimation Methods
LIANG Xiao-jing (Dongguan Weike Battery Co., Ltd., Dongguan 523000, China)
Abstract: Battery management system is an important guarantee for the efficient and safe operation of lithium-ion batteries. In this
paper, the definition and estimation methods of lithium ion battery health status are summarized by sorting out the related literatures of lithium ion health status estimation methods at home and abroad in recent years, and the existing estimation methods are classified and expounded, and the direction for improvement in the future is put forward.
Keywords: battery management system; lithium-ion battery; health status; estimation method

本文发布于:2024-09-24 01:23:05,感谢您对本站的认可!

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