本期咱們繼續(xù)來(lái)聊聊電池包SOH的算法實(shí)現(xiàn)，本次主要聊一聊用電化學(xué)阻抗譜法，基于模型的估算和機(jī)械疲勞的理論方法來(lái)實(shí)現(xiàn)SOH的估算。上一篇文章沒(méi)有看到的朋友不用著急，文章中會(huì)有上一篇的鏈接。趁著周末的大好時(shí)光，一起來(lái)學(xué)習(xí)下吧！

阻抗譜法

電池模型參數(shù)化的一個(gè)已知的模型是電化學(xué)阻抗譜（Electrochemical Impedance Spectroscopy－ EIS）。此模型的主要優(yōu)勢(shì)就是可以利用動(dòng)態(tài)的電流來(lái)進(jìn)行估算，利用電流流動(dòng)時(shí)的SOC的變化。
EIS 一般用于SOC的估算，但也會(huì)用來(lái)作為SOH的學(xué)術(shù)研究。研究了溫度、放電深度（DOD）和循環(huán)次數(shù)對(duì)鋰離子電池放電容量的影響。日歷壽命和循環(huán)壽命都已經(jīng)考慮在內(nèi)，并且都進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明：隨著溫度的上升（20℃ －＞ 40℃）或者是放電深度的變化（20％ －＞ 40％），會(huì)加快電池的容量衰減。容量衰減是循環(huán)次數(shù)平方根的函數(shù)，循環(huán)次數(shù)是電芯壽命的線性函數(shù)。下圖展示了由于電流（C／3）的中斷引起的在不同SOC水平下的電池電壓變化的測(cè)量：

圖1

一定條件下的電壓變化測(cè)量來(lái)估算SOH△V1是施加放電負(fù)載時(shí)的電壓降；△V2是當(dāng)電流移除時(shí)的電壓回升；△V3是20分鐘后的總的電壓回升。這三個(gè)可測(cè)量的參數(shù)被用來(lái)研究，目的是找到他們和SOH的關(guān)系。并且研究結(jié)果表明：由于放電（△V1表明放電的電阻）引起的電壓降與循環(huán)數(shù)是線性關(guān)系并且可以用來(lái)估算電池的SOH。

基于EIS技術(shù)來(lái)分析電芯的主要優(yōu)勢(shì)是精度；然而，缺點(diǎn)是由于他們本身的復(fù)雜性，很難被應(yīng)用到實(shí)際工程中。因此，此種方法不適用于在線實(shí)時(shí)應(yīng)用。

在線電池參數(shù)辨識(shí)法

在眾多的電池SOH估算技術(shù)中，為了提高估算的精度，構(gòu)造了一種電芯模型，并且將其用來(lái)支持測(cè)量的數(shù)據(jù)。在此種方法中，一個(gè)電芯的數(shù)學(xué)模型與實(shí)時(shí)系統(tǒng)并行運(yùn)行，來(lái)預(yù)測(cè)電池在電流輸入下的終端電壓輸出。預(yù)測(cè)的數(shù)值和實(shí)際測(cè)量之間的誤差被作為模型的修正。

一種基于模型估算SOH的方法的基本框架如下圖所示。包含：實(shí)時(shí)在線測(cè)量，電池模型參數(shù)化（參數(shù)辨識(shí)）和一個(gè)在參數(shù)和電池SOH之間的非線性映射。SOH估算器會(huì)在離線時(shí)受訓(xùn)來(lái)找到SOC和SOH之間的關(guān)系。在估算單元中也可以把溫度的影響考慮進(jìn)來(lái)。

圖2 在線參數(shù)辨識(shí)估算電池SOH