SOH (Stan Zdrowia) to kluczowy wskaźnik służący do oceny aktualnej wydajności akumulatora w porównaniu z jego oryginalnym, nowym stanem. Zazwyczaj jest on wyrażany w procentach:

• 100% SOH = zupełnie nowa bateria

• 70–80% SOH = typowy próg końca życia

Dla Akumulatory EverExceed LiFePO₄ —szeroko stosowane w systemach UPS, telekomunikacji, centrach danych, systemach morskich i aplikacjach do magazynowania energii —dokładne oszacowanie SOH jest niezbędne do zapewnienia długoterminowej niezawodności i bezpieczeństwa.

Jednak ze względu na płaską krzywą napięcia i nieliniową charakterystykę OCV–SOC chemii LiFePO₄, obliczenie SOH jest trudniejsze niż w przypadku akumulatorów NCM/NCA. Poniżej przedstawiono główne metody szacowania SOH stosowane w Systemy akumulatorowe EverExceed i algorytmy BMS.

1. Metoda bezpośrednia: Obliczanie SOH w oparciu o pojemność

To najbardziej intuicyjna i dokładna metoda. Mierzy ona rzeczywista użyteczna pojemność baterii.

Formuła

SOH (pojemność) = (aktualna rzeczywista pojemność / pojemność znamionowa) × 100%

Podejście A: Standardowy test ładowania i rozładowania (laboratoryjny)

Pełny cykl rozładowania przeprowadzany jest w kontrolowanych warunkach.

Zalety: Najwyższa dokładność
Ograniczenia: Zajmuje dużo czasu, przerywa normalną pracę urządzenia. Nie nadaje się do codziennego użytku.

Podejście B: integracja BMS w pełnym cyklu (zastosowanie w świecie rzeczywistym)

EverExceed BMS wykorzystuje pomiar kulombowski do rejestrowania całkowitej energii ładowania/rozładowania podczas pełnego cyklu.

Zalety: Praktyczny i stosunkowo dokładny
Ograniczenia: Wymaga pełnego cyklu (np. 5% → 95%), trudne w przypadku fragmentarycznej codziennej pracy

2. Metody pośrednie: estymacja SOH oparta na parametrach

Ponieważ pełne cykle w rzeczywistości zdarzają się rzadko, EverExceed BMS wykorzystuje modele pośrednie do szacowania wskaźnika SOH w czasie rzeczywistym.

2.1 Metoda rezystancji wewnętrznej (impedancja rosnąca)

Rezystancja wewnętrzna wzrasta w miarę starzenia się baterii.

Wzór (model wspólny)

SOH (impedancja) ≈ f(szybkość wzrostu R w porównaniu ze spadkiem pojemności)

Metody pomiaru

• DCIR (najczęściej spotykany w EverExceed BMS)

• Impedancja prądu przemiennego (dokładniejsza, do użytku laboratoryjnego)

Zalety: Pomiar w czasie rzeczywistym, online
Ograniczenia: Silnie zależny od temperatury i SOC

2.2 Spektroskopia impedancji elektrochemicznej (EIS)

Analizuje impedancję w wielu częstotliwościach w celu wyodrębnienia parametrów związanych ze starzeniem.

Zalety: Niezwykle dokładny
Ograniczenia: Duże obciążenie obliczeniowe; stosowane głównie w laboratoriach lub na zaawansowanych platformach badawczo-rozwojowych EverExceed

2.3 Analiza pojemności przyrostowej (ICA) / Analiza napięcia różnicowego (DVA)

Jedna z najskuteczniejszych metod szacowania wskaźnika SOH dla akumulatorów LiFePO₄.

Zasada:
Podczas ładowania stałym prądem krzywa dV/dQ wykazuje charakterystyczne piki, które zmieniają się wraz ze starzeniem się akumulatora.

Zalety: Bardzo dokładny dla LiFePO₄
Ograniczenia: Wymaga precyzyjnego pomiaru napięcia i stabilności ładowania CC

2.4 Dopasowanie krzywej do modeli akumulatorowych

System BMS nieustannie dostosowuje parametry modelu (pojemność, rezystancję wewnętrzną itp.) w celu dostosowania ich do danych dotyczących napięcia i prądu w czasie rzeczywistym.

Zalety: Ciągła estymacja
Ograniczenia: Opiera się w dużym stopniu na dokładnych modelach elektrochemicznych

Liczenie 2,5 kulombów + kalibracja OCV (metoda hybrydowa)

To jest podstawowy algorytm szacowania SOH używany w EverExceed BMS .

Proces

1. Liczenie Coulomba: Śledzi zmiany SOC poprzez bieżącą integrację

2. Oszacowanie oparte na modelu: Przewiduje SOC z kompensacją temperatury i impedancji

3. Kalibracja OCV: Gdy bateria jest wystarczająco długo rozładowana, OCV jest dopasowywane do zapisanej krzywej OCV–SOC

4. Aktualizacja SOH: Różnice między zintegrowanym systemem SOC a systemem SOC opartym na technologii OCV służą do korygowania parametru maksymalnej pojemności akumulatora

Wyzwanie dla LiFePO₄

Krzywa OCV–SOC jest bardzo płaska (obszar 20%–80%), dlatego kalibrację zwykle przeprowadza się przy wysokim lub niskim SOC.

Porównanie metod szacowania SOH (adaptacja EverExceed)

Praktyczne wskazówki dla użytkowników akumulatorów EverExceed

Aby utrzymać dokładne odczyty SOH:

• Od czasu do czasu wykonaj pełny cykl ładowania i rozładowania (np. 100% → 10% → 100%)

• Unikaj długotrwałego przechowywania w temperaturze 0% lub 100%

• Zapewnij odpowiednią kontrolę temperatury

• Używaj oficjalnych ładowarek EverExceed/systemów zgodnych z BMS