检测电池老化效应-如何避免与发现

假如检测到的老化效应可能会导致热失控，这对于锂离子电池来说尤其令人担忧。为关键电池系统安装 RCM 会提出以下问题：

1. 电池需要更换多大容量？
2. 监视器必须识别哪些其他电池异常？
3. 电池故障的后果是什么？

大多数电池测试仪无法读取容量读数。容量是领先的健康指标，用于控制电池电量耗尽时的寿命终止。电池测试仪很容易获得，但我们会问：“它们的工作情况如何？” 不是每个人都熟悉给出的测试结果，除了知道电压与充电状态 (SoC) 和内阻 (Ri) 与功率和负载条件有关。当电池测试仪上的读数保持不变时，能量存储的损失几乎不会被注意到。这使得服务人员无法决定电池是否需要更换。

部分充电的优质电池的性能类似于电量不足的充满电的电池。电池性能和症状也会随温度和 SoC 级别而变化。电池测试仪应该识别这些条件，但大多数人做不到。

无论是充满电还是空的，新的还是褪色的，包装看起来都差不多。电池就像一个“黑匣子”。相比之下，汽车轮胎在空气不足时会变形，并在胎面磨损时更换。尽管有这种伪装，电池还是揭示了仪器可以测量到不同精度水平的特性。

充电后的电压读数会在一段时间内保持高电平，而放电会降低电压。SoC 是通过电压来检查的，但是如果电池被搅动，就会出现不准确的情况。标准化需要几个小时。大多数电池测试仪通过应用测量 Ri

欧姆定律 (V=I x R) 通过将电压降除以施加的电流来提供 Ri。校准放电脉冲并观察电压降。

Cadex 实验室的测试显示容量和 Ri 之间的相关性仅为 51%。电池的 Ri 与容量没有很好的相关性。仅 Ri 并不能提供全貌。一些电池测试仪还分析与状态相关的电压恢复

这些描述的现象同样适用于铅酸和锂基化学物质。-健康（SoH）。好的电池比褪色的电池恢复得更快。

容量衰减为 48%，是活性材料磨损引起的最常见故障模式。相比之下，Ri 的涨幅仅占 12%。测试池还包括过度放电 (23%) 和无故障 (15%) 的电池。机械和制造缺陷率低至 2%。

可以消除客户引起的故障，例如低电量。更好的测试方法将使电池的使用寿命更长，因为退回的电池组通常没有特定缺陷。

行业也在寻求解决方案，作为以可靠性为中心的维护 ( RCM ) 的一部分。RCM 由 SAE 标准 JA1011 定义，是一种维护协议，可通过观察磨损情况确保机械部件的持续可靠性。该标准于 1960 年代推出，率先采用该标准以减少侵入性维护。军方于 1967 年接受了该系统，导致核电站、石油和天然气、地铁和医院等民用用户。电池制造商正在寻求先进的电池测试方法来改进制造并识别用户引起的故障。

可以使用电池管理系统 (BMS)，但监控电压、电流和温度只能检测异常。目前，RCM 不包括电池。部分遗漏可能是缺乏合适的测试方法。表示容量的剩余使用寿命 (RUL)不可用。数据标记也不能提供关于何时应该更换电池的可靠指示。

电池类似于一个活的有机体，由消耗活性材料的组件组成，积聚的性能抑制膜会夺取电力并承受机械应力，从而导致自放电增加。在测量电压和 Ri 之外检查电池变得复杂。电池寿命可以通过以下特征来定义：

• 高自放电，由压力引起，可能导致锂离子电池的安全问题。
• 内阻升高，反映在负载能力下降；
• 容量衰减，表现为储能减少；