- SOC مخفف State of Charge به معنی وضعیت شارژ است. وضعیت شارژ یک سل باتری نشان دهنده ظرفیتی است که در حال حاضر به عنوان تابعی از ظرفیت اسمی موجود است. مقدار SOC بین ۰ تا ۱۰۰ درصد متغیر است. اگرSOC ۱۰۰% باشد، گفته می‌شود که باتری کاملاً شارژ شده است، در حالی که SOC 0٪ نشان می‌دهد که کاملاً تخلیه شده است. در کاربردهای عملی، SOC مجاز نیست از ۵۰% فراتر رود و بنابراین زمانی که SOC به ۱۰۰% رسید شارژ کردن باتری متوقف می‌شود. با شروع پیر شدن(Aging) باتری، حداکثر SOC شروع به کاهش می‌کند. این بدان معنی است که برای یک باتری پیر شده، SOC 100٪ معادل ۷۵٪ تا ۸۰٪ SOC یک باتری جدید است.
- SOH مخفف State of Health به معنی وضعیت سلامت است. معمولا وضعیت سلامت باتری را به صورت درصد بیان می‌کنند. یکی از تعاریف حالت سلامت باتری به شکل زیر است:
در کسر بالا ظرفیت فعلی و ظرفیت اولیه باتری است. برای کاربرد باتری‌ها به خصوص در حوزه خودروها و دیگر وسایل نقلیه الکتریکی اگر درصد SOH به زیر ۸۰ درصد افت کند گفته می‌شود که پایان عمر باتری فرا رسیده است. برای پیش بینی حالت سلامت باتری از شاخص‌های دیگری همچون مقاومت داخلی و امپدانس نیز استفاده می‌شود. وابسته به کاربرد باتری‌ها می‌توان از هریک از این شاخص‌ها استفاده کرد. به طور مثال در جایی که توان باتری برای ما از اهمیت بیشتری برخوردار است مثل خودروهای هیبریدی از شاخص مقاومت داخلی و امپدانس استفاده می‌شود اما در جایی که انرژی باتری برای ما مهمتر است مثل خودروهای الکتریکی از شاخص ظرفیت باتری برای تخمین حالت سلامت باتری استفاده می‌شود. در استفاده از شاخص‌های مقاومت داخلی و امپدانس نیز می‌توان از نسبت مقاومت اولیه و ثانویه حالت سلامت باتری را تعیین کرد. همانطور که ۲۰ درصد کاهش ظرفیت در تعریف اولیه نشان دهنده پایان عمر باتری است، ۱۶۰% افزایش مقاومت نسبت به مقاومت اولیه نیز نشان‌دهنده پایان عمر باتری خواهد بود.
- RUL مخفف Remaining Useful Life به معنی عمر مفید باقیمانده است. در واقع این پارامتر یکی از شاخص‌هایی است که میزان قابل استفاده بودن باتری را نشان می‌دهد. در واقع این شاخص به ما نشان می‌دهد که به طور مثال اگر در چرخه‌ی ۱۰۰ ام شارژ و دشارژ باتری هستیم چند سیکل تا پایان عمر باتری فاصله داریم. تعریف RUL را می‌توان به صوزت زیر نمایش داد:
که در آن α چرخه فعلی و شماره چرخه‌ای است که در آن باتری به پایان عمر خود می‌رسد. در واقع RUL به صورت تعداد چرخه باقیمانده تا پایان عمر باتری بیان می‌شود. آنچه که در این پارامتر مهم است پیش‌بینی β است تا از طریق آن بتوان تعداد چرخه باقیمانده از عمر باتری را پیش‌بینی کرد. پیش بینی می‌تواند به روش‌های مختلفی همچون روش‌های مبتنی بر مدل‌های فیزیکی، روش‌های مبتنی بر داده و … انجام شود. البته روش‌های مبتنی بر مدل فیزیکی به دلیل پیچیدگی واکنش‌های درون سل باتری و همچنین تاثیر پذیری این واکنش‌ها از عوامل بیرونی چندان دقیق نیستند و بیشتر از روش‌های مبتنی بر داده برای پیش‌بینی پایان عمر باتری استفاده می‌شود.
مراجع
[۱]. Abdi, Hamdi, et al. “Energy storage systems.” Distributed generation systems 7 (2017): 333-368.
[۲]. Noura, Nassim, Loïc Boulon, and Samir Jemeï. “A review of battery state of health estimation methods: Hybrid electric vehicle challenges.” World Electric Vehicle Journal 11.4 (2020): 66
[۳]. Wu, Jiaju, et al. “RUL Prediction for Lithium Batteries Using a Novel Ensemble Learning Method.” Energy Reports 8 (2022): 313-326.
[۴]. Tian, H., et al., A review of the state of health for lithium-ion batteries: Research status and suggestions. Journal of Cleaner Production, 2020. 261: p. 120813
بدون دیدگاه