Nel settore dell'accumulo di energia, le batterie di accumulo sono un dispositivo di accumulo comune. Tuttavia, le prestazioni delle batterie si degradano con il passare del tempo e delle condizioni, rendendo necessario il monitoraggio e la valutazione della loro salute.

Lo stato di salute (SOH) è uno dei parametri importanti dei prodotti a batteria. Descrive la capacità di stoccaggio della batteria nello stato attuale, ovvero il rapporto tra la capacità disponibile della batteria nello stato attuale e la capacità disponibile della batteria nello stato uscente, e l'unità di misura è la percentuale (%).

In teoria, l'SOH della batteria è pari al 100% quando esce dalla fabbrica. Man mano che l'utente utilizza la batteria, il valore SOH della batteria diminuisce lentamente fino a quando non è più in grado di soddisfare l'uso quotidiano dell'utente, cioè l'SOH scende al valore di fine vita della batteria (End-of-Life, indicato come EOL, di solito 70% o 80%), e la vita della batteria viene dichiarata conclusa.

L'SOH della batteria riflette in larga misura il grado di invecchiamento della stessa. Le cause dell'invecchiamento delle batterie sono complesse e la comunità accademica ritiene generalmente che la deposizione degli ioni di litio, l'ispessimento del film SEI e la perdita di materiale attivo siano le cause principali.

Sebbene l'invecchiamento e la perdita di capacità delle batterie siano inevitabili, possono essere ritardati. Gli studi hanno dimostrato che la temperatura ambiente, il tasso di carica-scarica (C-Rate), la profondità di scarica (DOD), l'intervallo del ciclo di carica-scarica, la tensione di taglio della carica-scarica, ecc. durante l'uso della batteria hanno un impatto maggiore o minore sulla salute della batteria. Se gli utenti sviluppano abitudini di utilizzo sane della batteria, possono rallentare in una certa misura la diminuzione del valore SOH della batteria e prolungarne efficacemente la durata.

Lo stato di salute della batteria non può essere ottenuto attraverso una misurazione diretta e viene generalmente ottenuto attraverso la valutazione del modello. Attualmente esistono principalmente tre modelli di uso comune:

1. Modello elettrochimico

Il modello parte dal meccanismo elettrochimico della batteria e simula il processo di invecchiamento della batteria attraverso le variabili di stato interne ed esterne della batteria (temperatura, corrente di carica e di scarica, tensione di taglio, ecc.)

2. Modello di circuito equivalente

Partendo dall'ingegneria elettrica della batteria, il modello equipara la batteria a un modello di circuito di base e simula il processo di invecchiamento della batteria attraverso le variazioni dei parametri fisici, come la resistenza interna e la capacità della batteria nel circuito equivalente.

3. Modelli empirici

Il modello analizza una grande quantità di dati, riassume la variazione dell'SOH della batteria e quindi ricava la formula empirica dello stato di salute della batteria. Ad esempio, una formula empirica basata sull'impedenza della batteria, una formula empirica basata sulla durata della batteria, ecc.

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