锂离子电池健康状态估计方法研究现状与展望.pdfVIP

第48卷第20期2024年10月25日Vol.48No.20Oct.25，2024

DOI：10.7500/AEPS20231221006

锂离子电池健康状态估计方法研究现状与展望

111，21，2，3

李卓昊，石琼林，王康丽，蒋凯

（1.华中科技大学电气与电子工程学院，湖北省武汉市430074；

2.强电磁技术全国重点实验室（华中科技大学），湖北省武汉市430074；

3.电力安全与高效利用教育部工程研究中心，湖北省武汉市430074）

摘要：锂离子电池作为一种重要的储能电池，近年来发展逐渐成熟并被广泛应用于各种工业领域，

有效缓解了能源转型和环境污染的压力。为保障锂离子电池能够安全、高效地长期服役，降低运行

成本，实时准确地估计电池的健康状态变得尤为重要。文中对锂离子电池健康状态估计方法的发

展现状进行了综述。首先，介绍了锂离子电池的老化机制和健康状态的相关概念。其次，介绍了包

括基于测试、基于模型、基于数据驱动、基于不同方法融合在内的传统健康状态估计方法，以及基于

先进感知技术的新型健康状态估计方法，展示了不同方法的改进过程，并对储能系统中锂离子电池

模组的健康状态估计方法进行了简要概述。作为一种新兴方法，基于先进感知的方法对电池内部

信息进行感知,具有广阔的应用前景。然后，分析比较了这些方法的优缺点和改进角度，为面对不

同问题情境时如何选择合适的方法提供参考。最后，为推动锂离子电池的健康状态估计方法的实

际应用，提出了该领域面临的挑战，并展望了该领域未来的研究方向。

关键词：锂离子电池；健康状态估计；电池老化；数据驱动；先进感知

0引言精确估计锂离子电池的健康状态（stateof

health，SOH）可以获得电池的性能信息和使用情

电化学储能技术作为新能源体系的重要组成部

况，具有重要意义［10-12］，不仅为实现动力电池的安全

分之一，近年来得到了快速发展。其中，锂离子电池

预警、故障诊断和均衡成组等功能提供了参数支持，

因其高能量密度、低自放电率、长循环寿命、快速充

［13］

保证动力电池能够可靠运行，而且为储能电池提

放电以及对环境污染小等优点，成为便携式终端设

供了安全状况参考。在电力系统中，随着可再生能

备、交通运输和大型储能系统等领域的理想选

［1-3］源使用比例的逐渐提高，储能电站作为可再生能源

择。随着技术进步和成本降低，锂离子电池有望

与电力系统之间的枢纽，发挥着重要作用，而SOH

成为更高效、可靠的能源储存方式，为世界各国实现

［4-5］作为核心性能指标为电力系统的发展提供了参考。

能源转型和可持续发展作出更大贡献。

通过对储能电池的SOH进行智能监测和评估，有效

然而，锂离子电池在使用过程中会不断老化和

了解储能电站的运行状态与性能，电力系统能够有

性能下降，这不可避免地存在一些安全隐患。例如，