SOH definition
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No clear definition
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Strong application oriented
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Factors reflect SOH
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Capacity
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Internal resistance
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Self-discharge rate
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USABC standards
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C <=0.8*Cnominal
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R >=1.5*Rnominal
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化学原因:
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锂枝晶
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结构坍塌
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活性物质变少
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道路受阻
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在线容量估计:最小二乘法
Blue:Estimation only if well conditioned
Red:Estimation by TSVD
Green:Estimation by restricting current offset
SOH=C/Cnom x 100%
在线DCR估计
• Purpose
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Internal Impedance indicates
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Power capability
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State of health (SOH)
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Internal Impedance consists of
Ohmic
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Polarization
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Electrochemical
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Concentration
-
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DCR Result
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Left figure shows current in cycle
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Right figure shows algorithm convergence
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非在线估计方法:累积吞吐量法
主要原理为:计算电池当前的累积总充放电电量,然后折算为电池的等效吞吐量(主要根据充放电电流和工作温度进行修正折算),然后计算得出电池的等效循环次数N,再根据电池当前已历经的循环次数N,来判断出电池目前的寿命状态SOH。
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SOH~循环次数N的基础database
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当前电池的等效循环次数Nk
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根据Nk获得当前SOH状态
4。 应用SOH更新“敏感”参数
非在线估计方法: Smart充电法
主要原理为:在充电的过程中加入一个特殊的充电脉冲,用来测量电池当前的内阻。如果我们前期
能根据实验标定出一个基础的“内阻~SOH” database,那么就可以根据测得的电池内阻去获取电池
当前的SOH状态。
- 基础SOH~内阻database
- smart充电获得当前内阻
- 根据内阻查得当前SOH状态
- 应用SOH更新“敏感”参数
非在线估计方法:快充法
主要原理为:在电池的整个寿命期间,其快速充电的电流 I 以及充电截止电压Umax都是恒定的;这样就会致使电池,(假如电池都是从SOC为0的空电状态下开始快速充电),在不同的寿命状态(SOH)下,其最终充入总电量是不同的。那么我们就可以根据本次充电充入的电量来判断电池当前的SOH状态。
SOH~快充充入电量的基础database
- 本次快充充入的电量Qk
- 根据Qk获得当前SOH状态
- 应用SOH更新“敏感”参数
老化修对EKF的帮助
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明确需要进行老化修正的变量,基本原则为:相关研究和实验表明其对电池老化较为敏感,需要进行老化修正。在本算法中,根据实验经验,暂定需要修正的变量主要有:电池实际容量C, SOC-OCV曲线,模型参数R1/C1和R2/C2等。
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建立待修正变量的基础database,即SOH~待修正变量的database(这些database可通过相关实验来获得,然后在matlab中同样以Look_Up_Table实现)。
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最后参数修正过程(初期可每三个月修正一次,在老化后期应加快修正频次):
- 通过标准变量倒推得到SOH值
- 查SOH~待修正变量的database
- 获取并给待修正变量赋修正后值