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大家好，不知不覺，2020 就過去大半了，真的是光陰似箭啊！本期跟大家聊一聊電池包的 SOH，一起來學習交流吧！介紹電池包的 SOH 定義為電池健康狀態的定量指標，并根據電池的壽命終止來確定。但是，并不是所有的業界專家都接受電池的壽命終止這種單一的定義。
因此，在業界也有不同的定義，比如：“日歷壽命”——用月或者年來表示電池的壽命。所以，電池的終止壽命也被認為是基于時間周期。然而，我們也知道，電池的壽命也受不同的使用場景的影響。所以，另外一種電池壽命的定義也隨即提出——“循環壽命”。在第二種定義中，電池包的壽命通過電池包充放電模式的使用表示。此時，電池包的壽命計算是基于充放電的循環數的。當負載條件一致并且可重復時，這種定義就可以拿來計算電池包 SOH 了。
電池健康狀態－SOH
如前面所說，SOH 的定義在業界是有異聲的，也就是存在不同的定義方式。SOH 指示的是剩余的電池壽命；然而，問題是并不是單一的關于電池終止壽命的定義被廣泛接受。為了澄清這一點，業界的一些通用的表達解釋如下：
日歷壽命（Calendar Life）
在此種定義中，電池的壽命，和它的壽命終止，用一系列的月數或者年數來代表。我們同意，跟其他的設備一樣，電池的使用壽命受到不同的使用場景的影響。當然電池的壽命也可能比日歷預測的提前結束，因此，另外一種定義電池壽命的方式——循環壽命，被提了出來。
循環壽命（Cycling Life）
此種定義中，電池壽命計算取決于在給定條件下的電池可以維持的循環數。但是準確的周期在電動汽車中又很難計數，因為驅動條件是可變的，因此電池無法定期循環。另一方面，充放電速率也會明顯影響到可用的循環數。此外，所有類似的電芯都不一定有相同的行為，不同電芯的可用循環數也不一樣。
基于容量衰減的 SOH 定義（Capacity Fade）
關于電池循環計數的實際限制，已經有一些結論得出：我們需要一些其他的定量指標來反應電池的老化情況。例如：電池的容量衰減已經在許多的研究中用作反應電池老化的指標。鋰離子電池的惡化也是始于電池生產制造之后由于電池內部的電化學反應的發生。這個過程會導致電池內部活性物質的惡化，并且因此，電池的內阻增加，這意味著電池內部更多的損耗和容量的衰減。對電池容量進行估算可以給我們傳達一些有用的信息。這樣我們可以通過對比電池的容量（Cbatt）和它的初始容量值（Cinit）來獲取電池的當前的衰減程度。通常來說，我們認為當電池的終止壽命是當前容量達到容量初始值的 80％的時候。SOH 可以用如下的公式來表示：SOH ＝ 1－ （Cinit－Cbatt）／0．2Cinit， 0．8Cinit ＜ Cbatt ＜ Cinit 這里，SOH 可以在 0—1 之間變化，0 意味著電池的壽命終止（Cbatt＝80％Cinit）。公式分母中的系數 0．2 來自于 Cinit－0．8Cinit＝0．2Cinit。
基于功率衰減的 SOH 定義（Power Fade）
電池 SOH 的另一個定義是基于“功率衰減”而不是容量衰減。這里指的是老化的過程如何降低電池的功率。電池直接可以傳送的功率取決于電池內部的電阻。幾乎所有類型的電池的老化都會導致電池內阻的增加。因此，我們可以用此參數來表示電池的 SOH。電池的內阻越高，其可用的功率就越小。原因是較高的內阻導致電池端子的電壓降比較高。我們假設一個簡單的電池模型，包含一個電阻（Ro）和一個電壓源（Voc）串聯，電池的終端電壓（Vt）的計算如下：（內阻直接會影響到終端電壓的回落（Ro＊Io））Vt ＝ Voc － Ro＊Io
業界也有許多研究評估了電池老化對其內阻的影響。比如：當電池的歐姆內阻達到初始化內阻的兩倍時，我們可以認為電池的 EOL 達到了。使用此種定義，電池 SOH 可以用下面的算式計算：
SOH ＝ 1 － （Rbatt － Rinit）／Rinit， Rinit ＜＝ Rbatt ＜＝ 2Rinit 這里，Rinit 是電池包的初始內阻，Rbatt 是電池包的當前階段的內阻。相應的 SOH 在 0—1 之間變化代表著電池的 BOL 和 EOL。
另外一份研究中，電池的 EOL 被定義為最大的功率（Pmax）將為原來的（Pinit）70％。公式表示如下：Pmax／Pinit ＝ Rinit／Rbatt 這里，Pinit 和 Rinit 是電池初始最大的功率和初始的歐姆內阻，Pmax 和 Rbatt 是電池包一定數量的循環后的當前最大功率和歐姆內阻。
有文獻研究表明，電池的極化內阻不是反應電池老化的歐姆內阻。下圖就顯示了在電池循環過程中其極化內阻和歐姆內阻的變化對比。結果表明，歐姆內阻與極化內阻相比有更高的敏感度。
根據不同的電池包 SOH 的定義，不同技術已經應用于電池包 SOH 的估算。通常，上述提到的定義的一個或者組合與適當的測量和估算技術一起使用。好多文獻資料中提出了各種 SOH 的估算技術，考慮一個或多個電池參數，隨著電池老化而變化，以得到電池 SOH 的估算。
以上，就是本期主要分享的關于 SOH 的介紹，下一篇將給大家帶來 SOH 的估算方法相關內容。我們下期再見啦！