Необходимая терминология в области солнечной энергии и хранения энергии (SOH)

В отрасли хранения энергии аккумуляторные батареи являются распространенным устройством хранения энергии. Однако с течением времени и в зависимости от условий эксплуатации характеристики батарей ухудшаются, что требует мониторинга и оценки их состояния.

Состояние работоспособности (SOH) является одним из важных параметров аккумуляторных батарей. Оно описывает емкость аккумуляторной батареи в текущем состоянии, то есть отношение доступной емкости аккумуляторной батареи в текущем состоянии к доступной емкости аккумуляторной батареи в исходном состоянии, а единицей измерения является процент (%).

Теоретически, SOH аккумуляторной батареи составляет 100% при выходе с завода. По мере использования батареи пользователем значение SOH батареи будет медленно снижаться, пока она не сможет удовлетворить повседневные потребности пользователя, то есть SOH упадет до значения конца срока службы батареи (End-of-Life, обозначается как EOL, обычно 70% или 80%), и срок службы батареи также будет объявлен законченным.

SOH батареи в значительной степени отражает степень ее старения. Причины старения батареи сложны, и научное сообщество в целом считает, что основными из них являются отложение лития, утолщение пленки SEI и потеря активного материала.

Хотя старение батареи и снижение емкости неизбежны, их действительно можно задержать. Исследования показали, что температура окружающей среды, скорость заряда-разряда (C-Rate), глубина разряда (DOD), интервал цикла заряда-разряда, напряжение отключения заряда-разряда и т. д. во время использования батареи в той или иной степени влияют на ее состояние. Как пользователи, если мы выработаем здоровые привычки использования батареи, мы сможем в определенной степени замедлить снижение значения SOH батареи и эффективно продлить срок ее службы.

Состояние батареи не может быть определено путем прямого измерения и, как правило, оценивается с помощью моделирования. В настоящее время широко используются три модели:

1. Электрохимическая модель

Модель исходит из электрохимического механизма работы батареи и моделирует процесс старения батареи с помощью внутренних и внешних переменных состояния батареи (температура, ток заряда и разряда, напряжение отключения и т. д.).

2. Эквивалентная схема

Исходя из электротехники аккумулятора, модель приравнивает аккумулятор к базовой схеме и моделирует процесс старения аккумулятора через изменения физических параметров, таких как внутреннее сопротивление и емкость аккумулятора в эквивалентной схеме.

3. Эмпирические модели

Модель анализирует большой объем данных, обобщает изменения состояния батареи (SOH) и затем выводит эмпирическую формулу состояния батареи. Например, эмпирическая формула, основанная на импедансе батареи, эмпирическая формула, основанная на цикле жизни батареи и т. д.