Veselības stāvokļa (SOH) novērtējums
Akumulatora SOH var izteikt arī kā tā kalpošanas laiku. Baterijas kalpošanas laiku var iedalīt divos veidos, pamatojoties uz dažādiem lietošanas apstākļiem: uzglabāšanas ilgums un cikla kalpošanas laiks.
Uzglabāšanas ilgums atspoguļo akumulatora novecošanas parādības un rezultātus uzglabāšanas laikā. Uzglabāšanas laikā akumulatora jauda neatgriezeniski samazinās, un pašizlādes ātrums{1}}ļoti atšķiras atkarībā no uzglabāšanas vides. Tāpēc akumulatora novecošanas ātruma paātrinājums vai palēninājums ir atkarīgs no uzglabāšanas vides. Uzglabāšanas temperatūra ir galvenais faktors, kas ietekmē uzglabāšanas ilgumu un pašizlādi. Salīdzinot ar istabas temperatūru, augstāka akumulatora uzglabāšanas temperatūra palielina blakusreakcijas (piemēram, korozijas) iespējamību, un metāla katjonu zudums ir lielāks; savukārt zemā temperatūrā vielu difūzija un elektroķīmiskās reakcijas samazinās, tādējādi samazinot akumulatora novecošanas ātrumu. Vēl viens faktors, kas ietekmē akumulatora glabāšanas ilgumu, ir SOC vērtība akumulatora uzglabāšanas laikā (šeit SOC tiek definēts kā jonu attiecība uz elektrodiem). Tajā pašā uzglabāšanas temperatūrā, bet atšķirīgiem akumulatora uzglabāšanas SOC, akumulatora novecošanas ceļš atšķiras. Pie augstām SOC elektroda/elektrolīta saskarnē pastāv liela lādiņa nelīdzsvarotība, kas veicina elektroķīmiskās reakcijas.
Cikla kalpošanas laiks atspoguļo akumulatora lietošanas (uzlādes un izlādes) ietekmi uz akumulatoru. Akumulatora novecošanās notiek nepārtraukti gan uzlādes, gan izlādes laikā. Temperatūra un strāva akumulatora lietošanas laikā tieši ietekmē cikla kalpošanas laiku. Turklāt faktori, kas ietekmē akumulatora glabāšanas laiku, ietekmē arī cikla ilgumu, jo saistītas reakcijas notiek neatkarīgi no tā, vai akumulators tiek lietots vai atrodas miera stāvoklī. Akumulatora lietošana ir eksotermisks process; paaugstināta temperatūra paātrina šīs reakcijas, tādējādi paātrinot akumulatora novecošanos. Papildus šiem mainīgajiem, ar cikla kalpošanas laiku saistītie parametri ir akumulatora uzlādes stāvokļa funkcijas. Uzlādes apjoms, kas zaudēts vienas izlādes laikā (uzlādes stāvokļa maiņa), ir izšķirošs faktors, kas būtiski ietekmē akumulatora novecošanos. Šī parādība galvenokārt ir saistīta ar pozitīvā elektroda degradāciju un SEI plēves veidošanos lielas-strāvas uzlādes un izlādes laikā.
1. Bateriju kaitējuma stāvokļa (SOH) definīcija
No dažādām perspektīvām var iegūt dažādas SOH definīcijas. Pašlaik akumulatoru izpētē plaši izmantotās definīcijas ietver iekšējās pretestības definīciju, izlādes dziļuma definīciju un atlikušās uzlādes definīciju.
(1) Iekšējās pretestības noteikšanas metode
Akumulatora veselības stāvoklis pasliktinās, jo tā iekšējā pretestība pakāpeniski palielinās. Akumulatora veselības stāvokli (SOH) var definēt, pamatojoties uz šo attiecību:
Formulā RNEW apzīmē akumulatora iekšējo pretestību izgatavošanas brīdī; REOL apzīmē iekšējo pretestību akumulatora kalpošanas laika beigās; un R apzīmē akumulatora iekšējo pretestību tā pašreizējā stāvoklī.
Šīs definīcijas atslēga ir precīzas akumulatora iekšējās pretestības vērtības iegūšana. Tā priekšrocība ir salīdzinoši precīzi mērījumu rezultāti, bet trūkums ir tas, ka netiek ņemta vērā akumulatora nominālā ietilpība, ko būtiski ietekmē akumulatora veselības stāvoklis (SOH).
(2) Izlādes dziļuma (SOH) definīcija
Akumulatora izlādes dziļums (SOH) attiecas uz akumulatora izlādētās jaudas attiecību pret tā paša jaudu. Šī attiecība ir apgriezti proporcionāla akumulatora uzlādes reižu skaitam; tas ir, jo lielāks ir izlādes dziļums, jo mazāk reižu var uzlādēt. Tāpēc no izlādes dziļuma viedokļa SOH var definēt kā: atlikušā uzlādes reižu skaita procentuālo daļu līdz maksimālajam uzlādēšanas reižu skaitam noteiktā izlādes dziļumā.
(3) Atlikušās jaudas definīcija
Uzlādes stāvoklis (SOH) tiek definēts no akumulatora atlikušās jaudas viedokļa. Pēc lietošanas perioda atlikušo akumulatora jaudu var tieši izmērīt. Tāpēc lai Cnew ir akumulatora maksimālā jauda, kad tā netiek izmantota, un Cnorm ir akumulatora maksimālā izmantojamā jauda. Tad SOH var definēt kā...
