电动汽车BMS中SOH与SOP估算策略综述：基于OCV和内阻的方法

在电动汽车的电池管理系统(Battery Management System, BMS)中，State of Health (SOH) 和 State of Power (SOP) 是关键指标，它们反映了电池的健康状态和运行性能。SOH，即电池健康状态，衡量的是电池当前容量与初始容量的比例，是评估电池剩余使用寿命的重要依据。根据IEEE标准1188-1996，当电池容量降至80%时，可能需要考虑更换。SOH的计算公式为C_fade与标称容量C_standard的差除以标称容量，表示为(1 - C_fade/C_standard) * 100%。 SOH的估计策略主要分为三类： 1. **基于耐久性模型的开环方法**：这种方法基于电池内部的物理化学反应特性，通过观察电池端子电压和固体电解质膜电阻的变化来预测容量衰减和内阻增加。这类方法关注电池的老化机制和外特性。 2. **基于电池模型的闭环方法**： - **基于开路电压的SOH估计**：可分为两类，一是基于固定OCV的方法，认为老化过程中的OCV曲线形状变化不大，通过比较不同老化阶段相同OCV区间的电量变化来估算SOH，但要注意温度对OCV-SOC关系的影响；二是基于变化OCV的方法，适用于锂离子电池，当OCV曲线斜率大且线性关系明显时，可以忽略老化影响。 - **基于电池内阻的SOH估计**：电池容量衰减通常伴随内阻上升。利用电池工作温度、内阻模型以及在线辨识技术，可在宽温范围内进行SOH估计。 3. **多时间尺度联合估计**：这是一种结合SOH和SOC估计的方法，通过卡尔曼滤波和双时间尺度建模，考虑一阶或二阶RC模型参数随时间的变化，实时估算电池的SOC，并根据这些信息量化标称模型性能的退化。 掌握这些SOH估计策略对于确保电动汽车的安全运行和优化电池使用至关重要，它们可以帮助BMS准确监控电池状态，延长电池寿命，以及在必要时进行有效的故障诊断和维护决策。