No setor de armazenamento de energia, as baterias de armazenamento de energia são um dispositivo comum de armazenamento de energia. No entanto, o desempenho da bateria se degrada com o tempo e as condições, exigindo monitoramento e avaliação da integridade da bateria.
O estado de saúde (SOH) é um dos parâmetros importantes dos produtos de bateria. Ele descreve a capacidade de armazenamento da bateria no estado atual, ou seja, a relação entre a capacidade disponível da bateria no estado atual e a capacidade disponível da bateria no estado de saída, e a unidade é a porcentagem (%).
Teoricamente, o SOH da bateria é 100% quando ela sai da fábrica. À medida que o usuário usa a bateria, o valor de SOH da bateria diminui lentamente até que ela não consiga atender ao uso diário do usuário, ou seja, o SOH cai para o valor de fim de vida útil da bateria (End-of-Life, referido como EOL, geralmente 70% ou 80%), e a vida útil da bateria também é declarada encerrada.
O SOH da bateria reflete amplamente o grau de envelhecimento da bateria. As causas do envelhecimento da bateria são complexas, e a comunidade acadêmica geralmente acredita que a deposição de íons de lítio, o espessamento do filme SEI e a perda de material ativo são os principais motivos.
Embora o envelhecimento da bateria e a perda de capacidade sejam inevitáveis, eles podem, de fato, ser retardados. Estudos demonstraram que a temperatura ambiente, a taxa de carga-descarga (C-Rate), a profundidade de descarga (DOD), o intervalo do ciclo de carga-descarga, a tensão de corte de carga-descarga etc. durante o uso da bateria terão mais ou menos impacto sobre a saúde da bateria. Como usuários, se desenvolvermos hábitos saudáveis de uso da bateria, poderemos desacelerar a diminuição do valor SOH da bateria até certo ponto e prolongar efetivamente a vida útil da bateria.
O estado de saúde da bateria não pode ser obtido por meio de medição direta e, em geral, é obtido por meio da avaliação do modelo. Atualmente, há principalmente três modelos em uso comum:
1. Modelo eletroquímico
O modelo começa com o mecanismo eletroquímico da bateria e simula o processo de envelhecimento da bateria por meio das variáveis de estado internas e externas da bateria (temperatura, corrente de carga e descarga, tensão de corte etc.).
2. Modelo de circuito equivalente
A partir da engenharia elétrica da bateria, o modelo a equipara a um modelo de circuito básico e simula o processo de envelhecimento da bateria por meio das alterações de parâmetros físicos, como a resistência interna e a capacitância da bateria no circuito equivalente.
3. Modelos empíricos
O modelo analisa uma grande quantidade de dados, resume a alteração no SOH da bateria e, em seguida, deriva a fórmula empírica do estado de integridade da bateria. Por exemplo, uma fórmula empírica baseada na impedância da bateria, uma fórmula empírica baseada no ciclo de vida da bateria etc.
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