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BMS 如何判断电池SOH

在储能系统里,用户最关心的问题之一就是:电池还健康吗?还能用多久?我们通常看到 SOH(State of Health,
在储能系统里,用户最关心的问题之一就是:电池还健康吗?还能用多久?我们通常看到 SOH(State of Health,健康状态)这一指标,用来衡量电池是否衰老。但很少有人真正理解:BMS 是如何判断 SOH 的?SOH 显示的数字是否准确?为什么不同品牌的 SOH 算法差异巨大?为什么有时会跳升或突然下降?今天TGPRO带大家了解一下BMS 如何评估电池的健康状态。

SOH 的本质

SOH = 当前可用容量 / 出厂额定容量

例如:一块电池出厂是 100Ah,几年后 BMS 判断它还能用 92Ah

则:SOH = 92%,代表衰减了 8%。

听起来很简单,但重点在于:

当前可用容量无法直接测量,电池随温度、倍率、老化状态不断变化,模型和实际并不完全一致,所以 BMS 必须通过多个模型和数据融合来估算 SOH。

容量 SOH:最核心的健康指标

BMS 评估 SOH 的第一大方法,就是判断“本电池还能装多少电”。

它主要通过以下三种途径推算:

完整充放电法(Cycle Method)

当电池经历一次从接近满电到接近低电,再回到满电的完整循环时,BMS 能直接积分电流,得到真实容量:

容量 = ∫ 电流 × 时间

这是真值最接近的一种方式。

但问题是:

用户未必深度放电;

储能系统长期可能都在 30~80% 间波动;

商业储能甚至很少经历完整循环;

所以真实完整循环非常难得,BMS 只能在偶然机会时修正模型。

2. OCV-SOC 曲线匹配(Open Circuit Voltage)

每种电池都有自己的开路电压 – SOC曲线(类似指纹)。当电池静置足够长时间后,BMS 会测量 OCV,并与模型匹配:

OCV 比预期偏高 → 容量可能下降

OCV 比预期偏低 → 电池老化较多

问题是:

必须完全静置;

时间要 1~3 小时甚至更久;

实际使用中不常发生;

温度变化会干扰 OCV 判断;

因此这是一种机会型校准。

3. 模型预测法(Model-Based Estimation)——BMS 的主要依赖

这是现代 BMS 的核心:依赖数学模型与参数漂移来判断衰减。

模型包括:

等效电路模型(ECM)、库伦效率模型、阻抗增长模型、温度敏感模型、老化机理模型(SEI 增长、锂消耗)

当模型发现某些参数持续漂移,例如:

内阻变大;

极化变强;

放电提前触底;

库伦效率变差;

BMS 就会推断:可用容量在下降。

这是绝大多数 SOH 的基础算法。

阻抗 SOH:为什么老电池电压掉得更快?

容量不是唯一重要指标,内阻(Impedance)也是健康状态的重要维度。

阻抗 SOH 通常通过:

阻抗频谱(EIS);

大倍率放电时的压降;

小信号扰动响应;

单体电压一致性变化;

电压恢复速度;

举例:

一个健康电芯 1C 放电时掉压 0.1V,一个老化电芯可能掉压 0.2~0.3V

阻抗上升会导致:

电池看起来更快没电、高功率能力下降、发热更多。

因此,很多品牌的 BMS 会给出两个 SOH:

容量 SOH(剩余多少 Ah)

阻抗 SOH(还能放多大功率)

为什么 BMS 的 SOH 如此重要?

因为它直接影响三件事:

1. 安全

高阻抗、容量下滑都会导致:

电压保护提前触发;

发热升高;

风险系数增加;

2. 性能

SOH 降低会导致:

可用容量下降;

可用功率下降;

效率下降;

3. 寿命管理

SOH 是所有寿命预测模型(RUL)的基础。

简单说:没有准确的 SOH,就无法做安全保护,也无法做寿命预测。

SOH 不是一个数,而是 BMS 最核心的寿命判断能力。没有多次校准,没有大量运行数据,就没有准确 SOH。

BMS 通过持续修正 SOH,使其越来越接近电池的真实健康情况。

这就是为什么BMS 越成熟,系统寿命越长。

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