El SOH (estado de salud) es un indicador clave que se utiliza para evaluar el rendimiento actual de una batería en comparación con su estado original, cuando es nueva. Normalmente se expresa como un porcentaje:

• 100% SOH = batería completamente nueva

• 70–80 % SOH = umbral típico de fin de vida útil

Para Baterías EverExceed LiFePO₄ —ampliamente utilizado en sistemas UPS, telecomunicaciones, centros de datos, sistemas marinos y aplicaciones de almacenamiento de energía—la estimación precisa del estado de salud (SOH) es esencial para garantizar la fiabilidad y la seguridad a largo plazo.

Sin embargo, debido a la curva de voltaje plana y las características no lineales de OCV-SOC de la química LiFePO₄, el cálculo del SOH es más complejo que con las baterías NCM/NCA. A continuación se presentan los métodos de estimación de SOH más utilizados en Sistemas de baterías EverExceed y algoritmos BMS.

1. Método directo: Cálculo del estado de salud basado en la capacidad

Este es el método más intuitivo y preciso. Mide el capacidad útil real de la batería.

Fórmula

SOH (Capacidad) = (Capacidad actual real / Capacidad nominal) × 100%

Enfoque A: Prueba estándar de carga y descarga (laboratorio)

Se realiza un ciclo de descarga completo en condiciones controladas.

Ventajas: Máxima precisión
Limitaciones: Consume mucho tiempo, interrumpe el funcionamiento normal; no es adecuado para uso diario.

Enfoque B: Integración del BMS durante un ciclo completo (aplicación en el mundo real)

El sistema EverExceed BMS utiliza el conteo de culombios para registrar la energía total cargada/descargada durante un ciclo completo.

Ventajas: Práctico y relativamente preciso
Limitaciones: Requiere un ciclo completo (p. ej., del 5 % al 95 %), lo cual resulta difícil en una operación diaria fragmentada.

2. Métodos indirectos: Estimación del estado de salud basada en parámetros

Debido a que los ciclos completos en la vida real son poco frecuentes, EverExceed BMS utiliza modelos indirectos para estimar el estado de salud (SOH) en tiempo real.

2.1 Método de resistencia interna (impedancia creciente)

La resistencia interna aumenta a medida que las baterías envejecen.

Fórmula (modelo común)

SOH (Impedancia) ≈ f(tasa de aumento de R frente a la disminución de la capacidad)

Métodos de medición

• DCIR (más común en EverExceed BMS)

• Impedancia de CA (más precisa, para uso en laboratorio)

Ventajas: Medición en línea en tiempo real
Limitaciones: Fuertemente afectado por la temperatura y el SOC

2.2 Espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS)

Analiza la impedancia en múltiples frecuencias para extraer parámetros relacionados con el envejecimiento.

Ventajas: Extremadamente preciso
Limitaciones: Alta carga computacional; se utiliza principalmente en laboratorios o plataformas de I+D EverExceed de gama alta.

2.3 Análisis de capacidad incremental (ICA) / Análisis de voltaje diferencial (DVA)

Uno de los métodos de estimación de SOH más efectivos para baterías LiFePO₄.

Principio:
Durante la carga a corriente constante, la curva dV/dQ muestra picos característicos que se desplazan a medida que la batería envejece.

Ventajas: Muy preciso para LiFePO₄
Limitaciones: Requiere una medición precisa del voltaje y estabilidad de carga CC.

2.4 Ajuste de curvas con modelos de baterías

El BMS ajusta continuamente los parámetros del modelo (capacidad, resistencia interna, etc.) para adaptarlos a los datos de voltaje/corriente en tiempo real.

Ventajas: estimación continua
Limitaciones: Depende en gran medida de modelos electroquímicos precisos.

2,5 Conteo de Coulomb + Calibración OCV (Método híbrido)

Este es el Algoritmo principal de estimación del estado de salud (SOH) utilizado en EverExceed BMS. .

Proceso

1. Conteo de Coulomb: Realiza un seguimiento de los cambios en el SOC mediante la integración actual.

2. Estimación basada en modelos: Predice el estado de carga (SOC) con compensación de temperatura e impedancia.

3. Calibración OCV: Cuando la batería permanece en reposo el tiempo suficiente, el voltaje de circuito abierto (OCV) se ajusta a una curva OCV-SOC almacenada.

4. Actualización de SOH: Las diferencias entre el SOC integrado y el SOC basado en OCV se utilizan para corregir el parámetro de capacidad máxima de la batería.

Desafío para LiFePO₄

La curva OCV–SOC es muy plana (región del 20% al 80%), por lo que la calibración generalmente se realiza a un SOC alto o bajo.

Comparación de métodos de estimación del estado de salud (adaptado de EverExceed)

Consejos prácticos para usuarios de baterías EverExceed

Para mantener lecturas precisas del estado de salud:

• Realice ocasionalmente un ciclo completo de carga y descarga (por ejemplo, 100% → 10% → 100%).

• Evite el almacenamiento a largo plazo al 0% o al 100%.

• Asegurar un control adecuado de la temperatura

• Utilice cargadores oficiales EverExceed/sistemas compatibles con BMS.