英国开发低成本DTV法，提高电池组寿命和性能

寿命是影响锂离子电池使用成本的关键因素，因此各大制造商都采取了各种手段来提高自己的锂离子电池的使用寿命。锂离子电池的使用寿命与许多因素密切相关，其中电池管理策略对锂离子电池使用寿命有重大影响。

为了更好地管理整个电池组，控制电路（BMS）需要实时监测电池组中单个电池的健康状态（SOH），以便及时调整电池组的供电和充电，从而提高电池组的寿命和性能。

传统的SOH监测方法主要收集电池容量退化和功率退化的数据。这种方法简单粗暴，无法区分不同降解机制引起的降解，因此无法准确判断电池的SOH状态。因此，这种监测策略是非常低效的。

英国帝国理工学院的Yumela开发了一种基于温度和电压-温度-电压差分法（DTV）的SOH监测方法。该方法基于Maher和Yazami在利用熵和焓分析锂离子电池电极状态方面的杰出工作。这种方法只能通过测量连续放电过程中温度和电压的变化来推断锂离子电池的SOH状态。

基于温度和电压的SOH监测方法（测试装置示意图）

Yu-Merla使用四个5Ah方形锂离子聚合物电池（正极NCM、负极石墨）并联组成电池组（一个电池已经提前老化，以测试这种方法是否有效，电池组使用主动空气冷却散热），在每个电池的中间放置一个K型热电偶，以测量电池的表面温度。

实验发现，三个全新电池在放电开始时的电流较大，但老化电池在放电结束时的电流高于三个新电池。一般来说，高电流放电会加速电池的退化。卸下负载后，由于不同劣化程度的电池之间的电压差，并联电池会充放电达到相同的电压，这将进一步导致电池劣化。因此，有必要尽快识别出退化过度的电池，并及时更换。

通过MATLAB软件对采集的电池电压和温度数据进行微分。dT/dV曲线的峰值的位置和宽度可以用来表征电池的SOH状态。从分析结果可以看出，在放电过程中，老化电池的dT/dV峰值的电压较低，峰值宽度较宽。

在实际应用中，如果发现一个电池的dT/dV峰值电压明显低于其他电池，峰值宽度明显大于其他电池，则表明该电池正在老化，并联电池组中的电流分布不均匀，因此需要及时更换老化的电池。

区分收集的电池电压和温度数据（示意图）

在充电过程中，由于产生的热量较少，散热速度较快，dt/dt均＜：0，因此存在负峰值。因此，在曲线上有两个dT/dV＝0的点。由于电压与活性材料的相类型密切相关，因此可以根据该点的位置来跟踪活性材料的相变点。

从统计数据可以看出，在充电过程中，dT/dV=0两个点的电压和负峰值电压明显高于其他三个正常电池，因此该数据也可以用于检测电池的SOH值。

与低频交流阻抗法、ICA法、DHTV法等检测方法相比，DTV法只需要有限数量的热电偶来采集电池温度数据，并且可以通过与BMS实时采集的电压数据进行差分处理来获得单个电池的SOH状态，因此DTV检测方法的使用成本远低于其他方法。

由于其成本低、方法简单，数字电视方法非常适合于电池单体的SOH状态检测……

电池组，可以及时发现老化的电池，提醒用户更换，有效提高电池组的使用寿命和安全性。该技术可应用于电动汽车电池组、智能手机和通过对BMS实时采集的电压数据进行差分处理，可以获得单个电池，因此DTV检测方法的使用成本远低于其他方法。

由于其成本低、方法简单，DTV方法非常适合于电池组中单个电池的SOH状态检测，可以及时发现老化电池，提醒用户更换，有效提高电池组的寿命和安全性。该技术可应用于电动汽车电池组、智能手机和

标签：发现

汽车资讯热门资讯