鋰電池狀態(tài)包括哪些?鋰電池各種狀態(tài)估計(jì)之間的關(guān)系

來源：存能電氣  日期：2019-11-25 10:41  瀏覽量：次

　　鋰電池狀態(tài)包括哪些？鋰電池各種狀態(tài)估計(jì)之間的關(guān)系。鋰電池的老化是一個(gè)長(zhǎng)期漸變的過程，電池的健康狀態(tài)受溫度、電流倍率、截止電壓等多種因素影響。目前鋰電池健康狀態(tài)的研究和建模分析等已有一定成果，相關(guān)的研究包括鋰電池退化機(jī)理與老化因素分析、鋰電池的健康管理、鋰電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)與估計(jì)、鋰電池壽命預(yù)測(cè)等。

　　一、鋰電池狀態(tài)包括哪些？

　　鋰電池狀態(tài)包括電池溫度、SOC(荷電狀態(tài)估計(jì))、SOH(健康狀態(tài)估計(jì))、SOS(安全狀態(tài)估計(jì))、SOF(功能狀態(tài)估計(jì))及SOE(可用能量狀態(tài)估計(jì))。

　　鋰電池理想狀態(tài)：鋰電環(huán)境溫度在20℃左右較為合適，此時(shí)電池放電充電性能均能最大化。

　　如果要長(zhǎng)時(shí)間閑置電池，一定要充到40%左右再閑置；因?yàn)檫@樣，所以電池出廠時(shí)，電池廠基本上都是充到40%再出廠的；閑置的電池溫度越低，老化越慢，但不要低于-40℃。

　　二、鋰電池各種狀態(tài)估計(jì)之間的關(guān)系

　　鋰電池溫度估計(jì)是其他狀態(tài)估計(jì)的基礎(chǔ)，SOC估計(jì)受到SOH的影響，SOF是由SOC、SOH、SOS以及電池溫度共同確定的，SOE則與SOC、SOH、電池溫度、未來工況有關(guān)。鋰電池的荷電狀態(tài)、能量狀態(tài)、剩余使用能量、健康狀態(tài)都是電池的隱形狀態(tài)，不能由測(cè)量設(shè)備直接獲取。

　　溫度對(duì)電池性能影響較大，目前一般只能測(cè)得電池表面溫度，而電池內(nèi)部溫度需要使用熱模型進(jìn)行估計(jì)；鋰電池適宜的工作溫度為15~35℃，而電動(dòng)汽車的實(shí)際工作溫度為-30～50℃，因此必須對(duì)電池進(jìn)行熱管理，低溫時(shí)需要加熱，高溫時(shí)需要冷卻。

　　鋰電池SOH是電池管理系統(tǒng)中最重要的參數(shù)之一，精確掌握電池組SOH可以為其自身的檢測(cè)與診斷提供依據(jù)，有助于及時(shí)了解電池組各單體電池的健康狀態(tài)，及時(shí)更換老化的單體電池,提高電池組的整體壽命，進(jìn)一步提高電動(dòng)車的動(dòng)力性能。

　　鋰電池SOH表征當(dāng)前電池相對(duì)于新電池存儲(chǔ)電能的能力，以百分比的形式表示電池從壽命開始到壽命結(jié)束期間所處的狀態(tài)，用來定量描述當(dāng)前電池的性能狀態(tài)；鋰電池的性能指標(biāo)較多，國(guó)內(nèi)外對(duì)SOH有多種定義，概念上缺乏統(tǒng)一，目前SOH的定義主要體現(xiàn)在容量、電量、內(nèi)阻、循環(huán)次數(shù)和峰值功率等幾個(gè)方面。

　　鋰電池SOC設(shè)計(jì)了針對(duì)動(dòng)力電池的荷電狀態(tài)估計(jì)觀測(cè)器，利用測(cè)得電流和電壓值分別作為觀測(cè)器的輸入和觀測(cè)值，結(jié)合雙自適應(yīng)衰減擴(kuò)展卡爾曼濾波估計(jì)出觀測(cè)器中的電池荷電狀態(tài)。

　　鋰電池能量狀態(tài)SOE表示電池當(dāng)前條件下可釋放的能量與電池最大可用能量的比值，是反映電池能量使用情況的重要指標(biāo)。電池SOE的估計(jì)方法不同于SOC，不僅受電池負(fù)載電流的影響，還和電池端電壓相關(guān)。在鋰電池使用過程中，當(dāng)電池溫度和電池充放電倍率變化時(shí)，電池的放電率會(huì)隨之改變并影響電池的SOE。

　　對(duì)于電動(dòng)汽車而言，SOF可以被定義為某一特定時(shí)刻，電池組可以提供給電機(jī)等各種電氣負(fù)載的功率，可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為，SOF是SOC及溫度的函數(shù)。實(shí)際上，對(duì)于很多電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)來說，BMS不僅要估算特定時(shí)刻電池組對(duì)外輸出的功率SoF，還要提供電池組允許充電的最大功率SoF2。

　　以上就就是鋰電池狀態(tài)和鋰電池各種狀態(tài)之間的關(guān)系，在討論SOC、SOH、SOF的核心算法時(shí)，不應(yīng)孤立地考慮某一個(gè)問題，因?yàn)楦鱾€(gè)狀態(tài)之間是互相依賴，互為因果的。