英國開發低成本DTV法，提高電池組壽命和性能

壽命是影響鋰離子電池使用成本的關鍵因素，因此各大制造商都采取了各種手段來提高自己的鋰離子電池的使用壽命。鋰離子電池的使用壽命與許多因素密切相關，其中電池管理策略對鋰離子電池使用壽命有重大影響。

為了更好地管理整個電池組，控制電路（BMS）需要實時監測電池組中單個電池的健康狀態（SOH），以便及時調整電池組的供電和充電，從而提高電池組的壽命和性能。

傳統的SOH監測方法主要收集電池容量退化和功率退化的數據。這種方法簡單粗暴，無法區分不同降解機制引起的降解，因此無法準確判斷電池的SOH狀態。因此，這種監測策略是非常低效的。

英國帝國理工學院的Yumela開發了一種基于溫度和電壓-溫度-電壓差分法（DTV）的SOH監測方法。該方法基于Maher和Yazami在利用熵和焓分析鋰離子電池電極狀態方面的杰出工作。這種方法只能通過測量連續放電過程中溫度和電壓的變化來推斷鋰離子電池的SOH狀態。

基于溫度和電壓的SOH監測方法（測試裝置示意圖）

Yu-Merla使用四個5Ah方形鋰離子聚合物電池（正極NCM、負極石墨）并聯組成電池組（一個電池已經提前老化，以測試這種方法是否有效，電池組使用主動空氣冷卻散熱），在每個電池的中間放置一個K型熱電偶，以測量電池的表面溫度。

實驗發現，三個全新電池在放電開始時的電流較大，但老化電池在放電結束時的電流高于三個新電池。一般來說，高電流放電會加速電池的退化。卸下負載后，由于不同劣化程度的電池之間的電壓差，并聯電池會充放電達到相同的電壓，這將進一步導致電池劣化。因此，有必要盡快識別出退化過度的電池，并及時更換。

通過MATLAB軟件對采集的電池電壓和溫度數據進行微分。dT/dV曲線的峰值的位置和寬度可以用來表征電池的SOH狀態。從分析結果可以看出，在放電過程中，老化電池的dT/dV峰值的電壓較低，峰值寬度較寬。

在實際應用中，如果發現一個電池的dT/dV峰值電壓明顯低于其他電池，峰值寬度明顯大于其他電池，則表明該電池正在老化，并聯電池組中的電流分布不均勻，因此需要及時更換老化的電池。

區分收集的電池電壓和溫度數據（示意圖）

在充電過程中，由于產生的熱量較少，散熱速度較快，dt/dt均＜：0，因此存在負峰值。因此，在曲線上有兩個dT/dV＝0的點。由于電壓與活性材料的相類型密切相關，因此可以根據該點的位置來跟蹤活性材料的相變點。

從統計數據可以看出，在充電過程中，dT/dV=0兩個點的電壓和負峰值電壓明顯高于其他三個正常電池，因此該數據也可以用于檢測電池的SOH值。

與低頻交流阻抗法、ICA法、DHTV法等檢測方法相比，DTV法只需要有限數量的熱電偶來采集電池溫度數據，并且可以通過與BMS實時采集的電壓數據進行差分處理來獲得單個電池的SOH狀態，因此DTV檢測方法的使用成本遠低于其他方法。

由于其成本低、方法簡單，數字電視方法非常適合于電池單體的SOH狀態檢測……

電池組，可以及時發現老化的電池，提醒用戶更換，有效提高電池組的使用壽命和安全性。該技術可應用于電動汽車電池組、智能手機和通過對BMS實時采集的電壓數據進行差分處理，可以獲得單個電池，因此DTV檢測方法的使用成本遠低于其他方法。

由于其成本低、方法簡單，DTV方法非常適合于電池組中單個電池的SOH狀態檢測，可以及時發現老化電池，提醒用戶更換，有效提高電池組的壽命和安全性。該技術可應用于電動汽車電池組、智能手機和

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