Состояние работоспособности (SOH) — ключевой показатель, используемый для оценки текущей производительности аккумулятора по сравнению с его исходным, новым состоянием. Обычно он выражается в процентах:

• 100% SOH = совершенно новая батарея

• 70–80% SOH = типичный порог окончания срока службы

Для Аккумуляторы EverExceed LiFePO₄ — широко используется в ИБП, телекоммуникациях, центрах обработки данных, морских системах и системах накопления энергии — точная оценка SOH имеет решающее значение для обеспечения долгосрочной надежности и безопасности.

Однако из-за плоской кривой напряжения и нелинейной зависимости напряжения от напряжения (OCV) и заряда (SOC) в химии LiFePO₄ расчёт SOH сложнее, чем для аккумуляторов NCM/NCA. Ниже приведены основные методы оценки SOH, используемые в Аккумуляторные системы EverExceed и алгоритмы BMS.

1. Прямой метод: расчет SOH на основе емкости

Это самый интуитивный и точный метод. Он измеряет фактическая полезная емкость батареи.

Формула

SOH (емкость) = (Текущая фактическая емкость / Номинальная емкость) × 100%

Подход А: стандартный тест заряда-разряда (лабораторный)

Полный цикл разряда осуществляется в контролируемых условиях.

Преимущества: Высочайшая точность
Ограничения: Отнимает много времени, нарушает нормальную работу; не подходит для ежедневного использования.

Подход B: Интеграция BMS в течение полного цикла (реальное применение)

EverExceed BMS использует метод подсчета кулонов для регистрации общей заряженной/разряженной энергии за полный цикл.

Преимущества: Практичный и относительно точный
Ограничения: Требует полного цикла (например, 5% → 95%), затруднен при фрагментарной ежедневной эксплуатации

2. Косвенные методы: оценка SOH на основе параметров

Поскольку реальные полные циклы редки, EverExceed BMS использует косвенные модели для оценки SOH в реальном времени.

2.1 Метод внутреннего сопротивления (возрастающее сопротивление)

Внутреннее сопротивление увеличивается по мере старения батареи.

Формула (общая модель)

SOH (импеданс) ≈ f(скорость увеличения R в зависимости от уменьшения емкости)

Методы измерения

• DCIR (наиболее распространен в EverExceed BMS)

• Сопротивление переменному току (более точное, лабораторное применение)

Преимущества: Измерение в режиме реального времени, онлайн
Ограничения: Сильно зависит от температуры и SOC

2.2 Электрохимическая импедансная спектроскопия (ЭИС)

Анализирует импеданс на нескольких частотах для извлечения параметров, связанных со старением.

Преимущества: Чрезвычайно точный
Ограничения: Высокая вычислительная нагрузка; в основном используется в лабораториях или высокопроизводительных научно-исследовательских платформах EverExceed.

2.3 Анализ инкрементальной емкости (ICA) / Анализ дифференциального напряжения (DVA)

Один из наиболее эффективных методов оценки SOH для аккумуляторов LiFePO₄.

Принцип:
Во время зарядки постоянным током кривая dV/dQ показывает характерные пики, которые смещаются по мере старения аккумулятора.

Преимущества: Очень точно для LiFePO₄
Ограничения: Требуется точное измерение напряжения и стабильность зарядки CC

2.4. Подгонка кривой с использованием моделей аккумуляторов

BMS непрерывно корректирует параметры модели (емкость, внутреннее сопротивление и т. д.) в соответствии с данными о напряжении/токе в реальном времени.

Преимущества: Непрерывная оценка
Ограничения: В значительной степени опирается на точные электрохимические модели

2.5 Подсчет кулонов + калибровка OCV (гибридный метод)

Это Основной алгоритм оценки SOH, используемый в EverExceed BMS .

Процесс

1. Кулоновский подсчет: Отслеживает изменения SOC посредством текущей интеграции

2. Оценка на основе модели: Прогнозирует уровень заряда батареи с компенсацией температуры и импеданса

3. Калибровка OCV: Когда аккумулятор отдыхает достаточно долго, OCV сопоставляется с сохраненной кривой OCV–SOC.

4. Обновление SOH: Различия между интегрированным SOC и SOC на основе OCV используются для коррекции параметра максимальной емкости аккумулятора.

Вызов для LiFePO₄

Кривая OCV–SOC очень плоская (область 20–80%), поэтому калибровка обычно выполняется при высоком или низком SOC.

Сравнение методов оценки SOH (адаптировано для EverExceed)

Практические советы для пользователей аккумуляторов EverExceed

Для поддержания точности показаний SOH:

• Периодически выполняйте полный цикл зарядки-разрядки (например, 100% → 10% → 100%).

• Избегайте длительного хранения при 0% или 100%.

• Обеспечить правильный контроль температуры

• Используйте официальные зарядные устройства EverExceed/совместимые с BMS системы