详解锂离子电池各种状态估计之间的关系

锂离子电池各种状态估计之间的关系

锂离子电池温度估计是其他状态估计的基础，SOC估计受到SOH的影响，SOF是由SOC、SOH、SOS以及电池温度共同确定的，SOE则与SOC、SOH、电池温度、未来工况有关。锂离子电池的荷电状态、能量状态、剩余使用能量、健康状态都是电池的隐形状态，不能由测量设备直接获取。

温度对电池性能影响较大，目前一般只能测得电池表面温度，而电池内部温度要使用热模型进行估计；锂离子电池适宜的工作温度为15~35℃，而电动汽车的实际工作温度为-30～50℃，因此必须对电池进行热管理，低温时要加热，高温时要冷却。

锂离子电池SOH是电池管理系统中最重要的参数之一，精确掌握电池组SOH可以为其自身的检测与诊断供应依据，有助于及时了解电池组各单体电池的健康状态，及时更换老化的单体电池,提高电池组的整体寿命，进一步提高电动汽车的动力性能。

锂离子电池SOH表征当前电池相关于新电池存储电能的能力，以百分比的形式表示电池从寿命开始到寿命结束期间所处的状态，用来定量描述当前电池的性能状态；锂离子电池的性能指标较多，国内外对SOH有多种含义，概念上缺乏统一，目前SOH的含义重要体现在容量、电量、内阻、循环次数和峰值功率等几个方面。

锂离子电池SOC设计了针对动力锂电池的荷电状态估计观测器，利用测得电流和电压值分别作为观测器的输入和观测值，结合双自适应衰减扩展卡尔曼滤波估计出观测器中的电池荷电状态。

锂离子电池能量状态SOE表示电池当前条件下可释放的能量与电池最大可用能量的比值，是反映电池能量使用情况的重要指标。电池SOE的估计方法不同于SOC，不仅受电池负载电流的影响，还和电池端电压相关。在锂离子电池使用过程中，当电池温度和电池充放电倍率变化时，电池的放电率会随之改变并影响电池的SOE。

关于电动汽车而言，SOF可以被含义为某一特按时刻，电池组可以供应给电机等各种电气负载的功率，可以简单地认为，SOF是SOC及温度的函数。实际上，关于很多电动汽车的动力系统来说，BMS不仅要估算特按时刻电池组对外输出的功率SoF，还要供应电池组允许充电的最大功率SoF2。