Lo SOH (Stato di Salute) è un indicatore chiave utilizzato per valutare le prestazioni attuali di una batteria rispetto al suo stato originale, pari al nuovo. Di solito è espresso in percentuale:

• 100% SOH = batteria nuova di zecca

• 70–80% SOH = soglia tipica di fine vita

Per Batterie EverExceed LiFePO₄ —ampiamente utilizzato in UPS, telecomunicazioni, data center, sistemi marittimi e applicazioni di accumulo di energia—una stima accurata dello SOH è essenziale per garantire affidabilità e sicurezza a lungo termine.

Tuttavia, a causa della curva di tensione piatta e delle caratteristiche non lineari OCV-SOC della chimica LiFePO₄, il calcolo dell'SOH è più impegnativo rispetto alle batterie NCM/NCA. Di seguito sono riportati i principali metodi di stima dell'SOH utilizzati in Sistemi di batterie EverExceed e algoritmi BMS.

1. Metodo diretto: calcolo SOH basato sulla capacità

Questo è il metodo più intuitivo e preciso. Misura la capacità effettivamente utilizzabile della batteria.

Formula

SOH (Capacità) = (Capacità effettiva attuale / Capacità nominale) × 100%

Approccio A: Test standard di carica-scarica (laboratorio)

Viene eseguito un ciclo di scarica completa in condizioni controllate.

Vantaggi: Massima precisione
Limitazioni: Richiede molto tempo, interrompe il normale funzionamento; non adatto all'uso quotidiano.

Approccio B: Integrazione BMS durante un ciclo completo (applicazione nel mondo reale)

EverExceed BMS utilizza il conteggio di Coulomb per registrare l'energia totale caricata/scaricata durante un ciclo completo.

Vantaggi: Pratico e relativamente accurato
Limitazioni: Richiede un ciclo completo (ad esempio, 5% → 95%), difficile in operazioni quotidiane frammentate

2. Metodi indiretti: stima SOH basata sui parametri

Poiché i cicli completi reali sono rari, EverExceed BMS utilizza modelli indiretti per stimare SOH in tempo reale.

2.1 Metodo della resistenza interna (impedenza crescente)

La resistenza interna aumenta con l'invecchiamento delle batterie.

Formula (modello comune)

SOH (Impedenza) ≈ f(R_aumento della velocità rispetto alla diminuzione della capacità)

Metodi di misurazione

• DCIR (più comune nei BMS EverExceed)

• Impedenza CA (più accurata, utilizzo in laboratorio)

Vantaggi: Misurazione online in tempo reale
Limitazioni: Fortemente influenzato dalla temperatura e dal livello di carica della sostanza organica (SOC)

2.2 Spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS)

Analizza l'impedenza su più frequenze per estrarre parametri correlati all'invecchiamento.

Vantaggi: Estremamente preciso
Limitazioni: Carico computazionale elevato; utilizzato principalmente in laboratori o piattaforme di ricerca e sviluppo EverExceed di fascia alta

2.3 Analisi della capacità incrementale (ICA) / Analisi della tensione differenziale (DVA)

Uno dei metodi di stima SOH più efficaci per le batterie LiFePO₄.

Principio:
Durante la carica a corrente costante, la curva dV/dQ mostra picchi caratteristici che cambiano con l'invecchiamento della batteria.

Vantaggi: Molto preciso per LiFePO₄
Limitazioni: Richiede una misurazione precisa della tensione e stabilità della carica CC

2.4 Adattamento della curva con modelli di batteria

Il BMS regola continuamente i parametri del modello (capacità, resistenza interna, ecc.) per adattarli ai dati di tensione/corrente in tempo reale.

Vantaggi: Stima continua
Limitazioni: Si basa fortemente su modelli elettrochimici accurati

2.5 Conteggio Coulomb + Calibrazione OCV (metodo ibrido)

Questo è il algoritmo di stima SOH primario utilizzato in EverExceed BMS .

Processo

1. Conteggio di Coulomb: Tiene traccia delle modifiche SOC tramite l'integrazione corrente

2. Stima basata sul modello: Prevede lo SOC con compensazione di temperatura e impedenza

3. Calibrazione OCV: Quando la batteria riposa abbastanza a lungo, l'OCV viene abbinato a una curva OCV-SOC memorizzata

4. Aggiornamento SOH: Le differenze tra SOC integrato e SOC basato su OCV vengono utilizzate per correggere il parametro di capacità massima della batteria

Sfida per LiFePO₄

La curva OCV-SOC è molto piatta (intervallo 20%-80%), quindi la calibrazione viene solitamente eseguita a SOC alto o basso.

Confronto dei metodi di stima SOH (EverExceed adattato)

Consigli pratici per gli utenti della batteria EverExceed

Per mantenere letture SOH accurate:

• Eseguire occasionalmente un ciclo completo di carica-scarica (ad esempio, 100% → 10% → 100%)

• Evitare la conservazione a lungo termine allo 0% o al 100%

• Assicurare un corretto controllo della temperatura

• Utilizzare caricabatterie ufficiali EverExceed/sistemi compatibili con BMS