Литий-ионный аккумулятор Введение в SOH Международный метод оценки SOH для литий-ионных аккумуляторов

Эта статья, основанная на исследовании метода оценки SOH аккумуляторов в стране и за рубежом, представляет два основных метода, признанных на международном уровне.

1. Подход, основанный на опыте

Эмпирический метод прогнозирования срока службы батареи также называется методом на основе статистических правил, который в основном включает следующие три типа:

1) Метод номера цикла

Этот метод заключается в подсчете цикла батареи, и когда количество циклов батареи достигает определенного диапазона, считается, что батарея достигает срока службы. Этот метод должен учитывать влияние различных условий цикла, состояний цикла и других факторов на продолжительность цикла, а также определять срок службы батареи на основе опыта и стандартных параметров.

2) Метод Энтони и метод взвешенного ампер-времени

Общее количество часов, в течение которых батарея может обрабатывать энергию в течение всего процесса зарядки и разрядки новой батареи, должно быть фиксированным значением, когда накопленная емкость батареи достигает определенного уровня, батарея считается достигла конца своего срока службы. . Это метод ампер-часа. Метод взвешенных ампер-часов учитывает, что, когда батарея излучает одинаковое количество электричества в разных условиях, степень повреждения жизни будет легкой и тяжелой, поэтому, когда накопленное количество электричества умножается на весовой коэффициент, накопленный ампер -часы достигают определенного значения, и аккумулятор считается прибывшим. Конец жизни.

3) Событийно-ориентированный метод накопления старения

В этом методе сначала необходимо сформулировать описание конкретного события, которое приводит к снижению срока службы батареи. Как правило, каждое событие имеет шкалу, описывающую степень повреждения, отслеживание возникновения событий во время использования батареи и накопление уменьшения срока службы батареи, вызванного каждым событием, оставшегося срока службы текущей батареи.

Все вышеперечисленные методы основаны на некотором опыте использования батарей, в соответствии с некоторыми статистическими законами, чтобы дать приблизительную оценку срока службы батарей, только в случае достаточного опыта использования батарей, для конкретных случаев Прогноз срока службы.

2, подход, основанный на производительности

На основе различных моделей производительности и с учетом процесса старения и факторов стресса. В настоящее время многие исследования проводят прогнозирование срока службы батареи на основе этой идеи. Согласно различным источникам информации, используемым при прогнозировании срока службы, прогнозирование срока службы на основе характеристик батареи делится на три категории: на основе механизмов, на основе функций и на основе данных.

Прогнозирование на основе механизмов заключается в анализе и установлении модели рабочего механизма и модели старения батареи с точки зрения основного механизма батареи, описания поведения батареи при старении с точки зрения электрохимического принципа и прогнозирования срока службы батареи. путем анализа модели аккумулятора.

Прогнозирование на основе характеристик - это эволюция характеристических параметров, проявляемых в процессе старения батареи, и соответствие между количеством характеристик и сроком службы батареи устанавливается для прогнозирования срока службы.

Прогнозирование на основе данных - это использование данных тестирования производительности батареи, позволяющее выявить закон изменения производительности батареи на основе данных для прогнозирования срока службы. Например, аналитические модели и модели искусственной нейронной сети, полученные на основе подбора данных, являются методами, управляемыми данными. Каждый из трех методов имеет свои преимущества и недостатки, и сочетание нескольких методов часто используется в практических приложениях.

1) Механический подход

Прогнозирование на основе механизмов требует изучения влияния каждого фактора старения на переменные состояния. Этот метод сначала описывает физико-химический процесс батареи, основанный на законе Ома, законе напряжения-тока Кирхгофа и процессе электрохимической реакции (Батлер-Фольмер). Закон), диффузионный процесс (закон Фика) и др .; затем изучите закон влияния процесса старения на переменные состояния. С одной стороны, следует изучить модель механизма аккумуляторной батареи, с другой стороны. Мы должны изучить модель механизма старения процесса старения и влияние стрессовых факторов на переменные состояния.

Основными преимуществами механического прогнозирования ресурса являются: аккумуляторные батареи подходят практически для всех состояний и режимов работы; подробное объяснение процесса старения аккумулятора, которое может быть использовано производителями аккумуляторов и их конструкциями для улучшения конструкции аккумуляторов; по сравнению с другими методами. На основе модели анализ стратегии управления батареей может быть более подробным и точным. Недостаток в том, что модель требует тонких параметров и высокой сложности; Тест на факторы старения сложен, и трудно создать идеальную модель механизма старения.

2) Метод прогнозирования на основе признаков

Идея, основанная на прогнозировании срока службы элемента, заключается в использовании эволюции характеристических параметров, проявляемых в процессе старения батареи, для установления соответствия между значением параметра характеристики и состоянием здоровья батареи для прогнозирования срока службы.

Текущие прогнозы срока службы батареи на основе характеристик в первую очередь сосредоточены на взаимосвязи между электрохимическим импедансом и сроком службы батареи. Электрохимическая импедансная спектроскопия (EIS) используется в качестве метода исследования характеристик времени автономной работы. Как правило, кривая спектра импеданса измеряется на разных этапах жизненного цикла батареи. Форма модели эквивалентной схемы батареи получается в соответствии с кривой спектра импеданса, а также анализируются количество циклов и т. Д. Дается закон влияния таких параметров, как сопротивление раствора, сопротивление нагрузки и импеданс Варбурга в модели эффективной схемы, и, наконец, формула подгонки параметров в модели эквивалентной схемы с количеством циклов батареи. В дополнение к спектру импеданса EIS существует также метод измерения импеданса импульса, который оценивает внутреннее сопротивление импульсного или ступенчатого сигнала возбуждения, подаваемого на батарею.

Спектр импеданса EIS может дать более подробное описание импеданса батареи и может использоваться для оценки характеристик срока службы батареи. Однако измерение сложнее и требует специальных измерительных приборов. Технология EIS применяется для оперативного мониторинга состояния аккумулятора. Изучаются методы быстрого измерения. Измерение импульсного импеданса просто и легко выполнить. Его можно быстро измерить и отслеживать в режиме онлайн. Результаты испытаний могут в определенной степени описывать импеданс батареи, отражать характеристики импеданса батареи, увеличивающиеся с уменьшением срока службы, а также могут использоваться в качестве характеристик срока службы батареи.

3) Прогнозирование на основе данных

Физико-химический процесс, происходящий в самой батарее, сложен, и многие законы трудно описать непосредственно с помощью исследования механизмов. Идея описания производительности батареи с точки зрения тестовых данных называется подходом, управляемым данными.

Существует множество распространенных алгоритмов, управляемых данными, таких как машина опорных векторов (SVM), авторегрессионная скользящая средняя (ARMA) и фильтрация частиц (PF).

Прогнозирование на основе данных не требует знания механизмов объектной системы. На основе собранных данных используются различные методы обучения анализу данных для извлечения неявной информации для прогнозирования, что позволяет избежать сложности получения модели, практического метода прогнозирования. Однако полученные данные обычно имеют сильную неопределенность и неполноту. Невозможно проверить все возможные факторы, влияющие на жизнь, на практике. Следовательно, прогнозы на основе данных легко реализовать, но они также имеют определенные ограничения.

Страница содержит содержимое машинного перевода.