En el sector del almacenamiento de energía, las baterías son un dispositivo habitual. Sin embargo, el rendimiento de las baterías se degrada con el tiempo y las condiciones, por lo que es necesario supervisar y evaluar su estado.

El estado de salud (SOH) es uno de los parámetros importantes de los productos de baterías. Describe la capacidad de almacenamiento de la batería en el estado actual, es decir, la relación entre la capacidad disponible de la batería en el estado actual y la capacidad disponible de la batería en el estado saliente, y la unidad es el porcentaje (%).

Teóricamente, el SOH de la batería es del 100% cuando sale de fábrica. A medida que el usuario utiliza la batería, el valor de SOH de la batería disminuirá lentamente hasta que no pueda satisfacer el uso diario del usuario, es decir, el SOH desciende hasta el valor de fin de vida útil de la batería (End-of-Life, denominado EOL, normalmente 70% u 80%), y la vida útil de la batería también se declara terminada.

El SOH de la batería refleja en gran medida el grado de envejecimiento de la misma. Las causas del envejecimiento de las baterías son complejas, y la comunidad académica cree en general que la deposición de iones de litio, el engrosamiento de la película SEI y la pérdida de material activo son las principales razones.

Aunque el envejecimiento y la pérdida de capacidad de las baterías son inevitables, es posible retrasarlos. Los estudios han demostrado que la temperatura ambiente, la tasa de carga-descarga (C-Rate), la profundidad de descarga (DOD), el intervalo de ciclos de carga-descarga, el voltaje de corte de carga-descarga, etc. durante el uso de la batería tendrán un mayor o menor impacto en la salud de la batería. Como usuarios, si desarrollamos hábitos saludables de uso de la batería, podemos ralentizar en cierta medida la disminución del valor SOH de la batería y prolongar eficazmente la vida útil de la batería.

El estado de salud de la batería no puede obtenerse mediante medición directa y generalmente se obtiene mediante la evaluación de modelos. En la actualidad hay principalmente tres modelos de uso común:

1. Modelo electroquímico

El modelo parte del mecanismo electroquímico de la batería y simula el proceso de envejecimiento de la misma a través de las variables de estado internas y externas de la batería (temperatura, corriente de carga y descarga, tensión de corte, etc.).

2. Modelo de circuito equivalente

Partiendo de la ingeniería eléctrica de la batería, el modelo equipara la batería a un modelo de circuito básico y simula el proceso de envejecimiento de la batería mediante los cambios de parámetros físicos como la resistencia interna y la capacitancia de la batería en el circuito equivalente.

3. Modelos empíricos

El modelo analiza una gran cantidad de datos, resume el cambio en el SOH de la batería y, a continuación, obtiene la fórmula empírica del estado de salud de la batería. Por ejemplo, una fórmula empírica basada en la impedancia de la batería, una fórmula empírica basada en la vida útil del ciclo de la batería, etc.

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