Der Gesundheitszustand von Lithium-Batterien kann nicht direkt gemessen, sondern durch Modellauswertung ermittelt werden. Die Alterung und Gesundheit von Batterien wird von vielen Faktoren beeinflusst. Gegenwärtig umfassen die Zustandsbewertungsmodelle von Lithiumbatterien hauptsächlich elektrochemische Modelle und Ersatzschaltbildmodelle. und empirische Modelle.
1. Elektrochemisches Modell
Das elektrochemische Modell analysiert die Veränderungen des Batteriezustands während des Betriebsprozesses aus dem elektrochemischen Reaktionsmechanismus der Batterie und berücksichtigt den Einfluss der Alterungsfaktoren der Batterie auf die inneren und äußeren Zustandsgrößen (Temperatur, Stromstärke , Abschaltspannung usw.) der Batterie. Die Forschung zu elektrochemischen Modellen von Lithiumbatterien umfasst komplexe elektrochemische Modelle auf der Grundlage von SEI-Mechanismusmodellen, elektrochemische First-Principles-Modelle sowie umfassende elektrochemische Ein-Faktor- und Multi-Faktor-Modelle.
2. Ersatzschaltbildmodell
Ersatzschaltbildmodell Aus Sicht der Batterieelektrik, kombiniert mit einer Vielzahl von Zustandsdatenanalysen, entspricht die Lithiumbatterie einem Grundschaltbildmodell, und das Schaltmodell wird zur Bewertung des Gesundheitszustands der Batterie verwendet. Es gibt drei grundlegende Ersatzschaltbildmodelle von Lithiumbatterien: Rint-Modell, RC-Modell und Thevenin-Modell. Das PNGV-Modell und das GNL-Modell sind verbesserte Modelle, die auf dem Thevenin-Ersatzschaltbildmodell basieren.
3. Empirische Modelle
Das empirische Modell erhält die Änderung des Batterieleistungszustands durch eine große Anzahl experimenteller Datenanalysen, Anpassen, Versuch und Irrtum, empirische Formeln und statistische Verarbeitung und fasst die Änderungsregel des Batteriegesundheitszustands zusammen. Es gibt hauptsächlich empirische Modelle der Batterieimpedanz und empirische Modelle zur Abschätzung der Batteriekapazität.
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4. Schwierigkeiten bei der Untersuchung des Gesundheitszustands von Lithiumbatterien
Der Gesundheitszustand und die Lebensdauer von Lithium-Batterien wird immer stärker erforscht. Die Forschung zum SOH von Batterien steckt jedoch noch in den Kinderschuhen, hauptsächlich aus den folgenden drei Gründen.
4.1 Der Forschungszeitraum ist lang und die Versuchsbedingungen streng kontrolliertDie Lebensdauer von Lithiumbatterien ist lang und der Alterungstestzyklus von Batterien ist sehr lang. Während des Tests müssen Temperatur, Lade-Entlade-Strom und Lade-Entlade-Abschaltspannung streng kontrolliert und die Alterung der Batterie in regelmäßigen Abständen bewertet werden.
4.2 Es ist schwierig, den internen Zustand der Batterie zu überwachen und zu analysieren
Die SOH-Forschung von Lithiumbatterien bezieht die inneren Zustandsgrößen der Batterie, wie Innentemperatur, Elektrolytkonzentration und Innenwiderstand der Batterie in das elektrochemische Modell ein. Es ist sehr schwierig, den internen Zustand der Batterie genau zu überwachen. Auch diese Zustandsgrößen müssen quantitativ analysiert werden. Dies macht die SOH-Forschung von Batterien schwierig zu lösen.
4.3 Kopplung verschiedener Einflussfaktoren
Die Batteriebetriebstemperatur, die Lade-Entladerate und die Entladetiefe sind alles Faktoren, die die Alterung und Lebensdauer der Batterie beeinflussen, und diese Faktoren wirken zusammen. Die Untersuchung des Batterie-SOH erfordert die Entkopplung verschiedener Einflussfaktoren. Diese Faktoren sind jedoch miteinander verknüpft, die Entkopplungsbedingungen sind schwer zu kontrollieren, und es ist derzeit schwierig, eine Entkopplungsanalyse durchzuführen.
5. Die Bedeutung der Forschung zum Gesundheitsstatus von Lithiumbatterien
Batterie-SOH-Forschung ist schwierig und der Fortschritt ist langsam, aber SOH-Forschung ist von großem Wert für die Verwendung, Wartung und Bewertung von Batterien und kann eine Grundlage und Referenz für Planung, Politik und industrielle Entwicklung bieten und ist von großer Bedeutung
5.1 Bedeutung des Batteriemanagements
Das Batteriemanagementsystem schätzt den Ladezustand der Batterie und die verbleibende Leistung wird mit der Kapazität der Batterie in Beziehung gesetzt. Wenn das Batteriemanagementsystem das Alterungsgesetz und den Gesundheitszustand der Batterie erfassen kann, hilft es ihm, den gesamten Lebenszyklus der Batterie zu verwalten.
5.2 Bedeutung von Batterienutzung und -wartung
Die SOH-Forschung trägt dazu bei, die Faktoren zu beherrschen, die die Batteriealterung beeinflussen, und bietet theoretische Anleitungen für die Verwendung und Wartung von Batterien. Für die Verwendung und Wartung von Batterien kann das Verständnis der Faktoren, die die Batteriealterung beeinflussen, hohe und niedrige Temperaturen, Überladung und Tiefentladung usw. reduzieren, die für die Batterienutzung schädlich sind. Die Kenntnis des aktuellen Gesundheitszustands der Batterie kann helfen, die inhärenten versteckten Gefahren und die Lebensdauer der Batterie zu bestimmen. Bietet Referenz für Batteriewartung und -austausch.
5.3 Bedeutung der Batterie-Wirtschaftlichkeitsbewertung
Die genaue Bewertung des SOH ist für die wirtschaftliche Bewertung von Batterien von großer Bedeutung. Unterschiedliche Anwendungsszenarien, Verwendungsmethoden und Wartungsmethoden von Lithiumbatterien führen zu Unterschieden in der Batterielebensdauer und in wirtschaftlichen Bewertungen wie Batterienutzungskosten und wirtschaftlichen Vorteilen. Das Batteriealterungsmodell wird durch SOH-Forschung erstellt, um Datenunterstützung für die Analyse der Wirtschaftlichkeit von Batterien bereitzustellen, und wird eine wirksame Unterstützung für Unternehmensinvestitionsentscheidungen, die Formulierung von Regierungsrichtlinien und die Planung der industriellen Entwicklung bieten.
