SOH、SOC是什么：

SOH是指电池组的最大蓄电能力（Ah）。SOH相当燃油车的油箱（加满油）体积，油箱体积越大盛油越多，续航里程越远。SOH越大蓄电能力越强，续航里程越远。所以知道电池组的SOH是了解电池组性能，保证车辆正常续航，保障电池组正常使用，延长电池组使用寿命的关键数据。SOH是计算SOC的基础，没有正确的SOH，就没有正确的SOC。SOH估算数据越准确，SOC估算越准确。使用电池组的SOH是电池检测的万物之本。

SOC是指电池组的剩余电量（Ah），或者与SOH的%比。

这相当于燃油车油箱还剩多少油。

SOH、SOC估算的难度：

虽然我们用燃油车的油箱体积形容电池组的SOH，但是，他们之间还有不同的地方，那就是，燃油车油箱体积在车里出厂以后是固定不变的。电池组的SOH随着温度变化、负载率变化、电池组老化等等变化是变化的。把电池组SOH比做燃油车的油箱，这个油箱是随时间不同而变化的。所以，从这点来讲，两者又不完全相同。这样我们应该理解电池组的SOH是一个体积随时间变化的油箱。

这样问题就来了，为什么电池组SOH是时间的函数？可不可以成为不是时间的函数？回答是否定的。为什么？这是因为人们可以把温度保持不变，负载率保持不变（恒电流），但是不能做到电池组老化保持不变。另外电池组在使用过程中，不可能保持温度恒定、电流保持恒定，所以使用恒温、恒流获得的SOH也是没有意义的。

SOH是一个什么样的时间函数？它与那些主要因素有关？这个问题，生产电池的，使用电池的人们都知道，那就是温度、负载率、老化。因为随着时间的变化，一年四季有春、夏、秋、冬。温度变化很大，在温带，温差也有至少40度。由于电池的特性（目前电池技术的局限），电池活性（蓄电能力）受温度影响非常大，室外温度30℃和-10℃的SOH可以相差将近1倍。这使得室外温度30℃时100Ah的电池SOH可能是120多Ah，-10℃时只有60多Ah。负载率变化对电池组SOH也是有影响的，负载率越大SOH越小，负载率越小SOH越大。所以电池组如果安装在电动车上，油门踏板变化快慢，载货多少，载人多少，车速快慢，上坡，下坡，顶风顺风等等，都产生不同的负载率。电池组使用一段时间，产生的电池组老化（容量衰减），也给SOH估算产生巨大的影响。由于电池组老化没有统一的规律，各个电池组老化不尽相同，与电池组的使用有很大的关系。仔细使用的电池组老化衰减慢些。不仔细使用的电池组老化衰减快些。长期使用的电池组老化衰减慢一些，长期不用的电池组老化衰减快些等等。

综上所述，电池组的SOH是一个多变量，而且有些变量无法用物理手段获得（例如老化衰减）函数。因此估算非常困难。

SOH、SOC目前国内外的状态、现状

目前国内外使用的SOH主要估算方法，有库伦计数法+OCV（开路电压），就是对放电、充电电流进行精确的累加，再用开路电压进行修正和温度补偿+衰减修正。还有卡尔曼滤波算法等等。这些算法都是需要建立一个模型，有温度补偿（曲线）变量、电流变量、衰减（模型）变量等等。然后对各个变量精确测量，获得数值带入模型，进行计算。例如温度变量，在做温度对电池影响曲线（或者叫函数）时，需要将温度细分成很多点，逐一做出全量程SOH曲线。这需要大量的人力物力和时间，但是这仅仅做出温度这个一元函数的关系，而且还是离散的。还没有考虑其他变量（负载率、老化衰减）的影响。另外，由于电池组的差异，这一组被实验电池组得出的温度-SOH关系曲线，与其他所有电池组的温度-SOH关系曲线不完全一致，只能近似代替其他电池组曲线。而且只能近似同类、同种、同型号电池。当更换电池型号时必须进行重新测试。使用起来非常复杂，而且不准确。因为温度曲线是间断的、不连续的、是近似的、与负载率、电池老化的关系是近似值。所以这样得到的SOH是不可靠的，鲁棒性差、动态准确性是比较差的。有关SOH的相关文献很多，请读者自行查看，这里就不多说了。

下面介绍一款新型、鲁棒性好，自适应、自学习、动态SOH估算系统的SOH估算（使用新型数学模型）效果。

这款SOH、SOC与目前SOH、SOC的区别、先进性：

首先这款SOH估算系统给它起个名字：DYZ-6。下面就叫它DYZ-6。

首先DYZ-6在估算电池组SOH时，不需要繁杂的温度补偿模型，它可以根据电池组的电流电压状态，求得电池组在这个温度下的内在特性。

根据负载率的变化求得电池组在这个温度下的内在特性。

再根据电池老化衰减，在这个温度、负载率状态下的内在特性。

从而估算出电池组当前的SOH和SOC。

在DYZ-6的SOH计算（估算）模型中没有温度这个变量，也就是说不需要温度传感器测量温度来补偿SOH的算法。下面是某组电池一年4季不加温度变量，获得的温度与SOH变化曲线。

图中：纵坐标是SOH（单位Ah）和温度（单位℃）；横坐标是时间t。

从上图可以看出，2017.12~2019.1，某品牌72V32Ah电池组，动态（车载路跑）实测获得的1年4季（冬、春、夏、秋、冬）温度变化导致SOC变化的关系曲线，温度变化对电池组SOH的影响是非常明显的。没有使用温度传感器的SOH是准确的。同时包含了负载率变化和电池老化的因素。

这种全新的SOH估算方法（数学模型），突破现有的SOH估算框架和思路，具有鲁棒性强，自学习、自适应、自动跟踪的智能检测功能。经过1年多的车载路跑测试，行驶总里程12900多公里，总放电310多度（kwh），证明它能在复杂路况和各种驾驶习惯，1年4季（由于条件限制只在山东地区实验）不同温度环境下，正确估算出电池组的SOH。为SOH估算增加了一个新成员。为电动车的提质，克服电池SOH检测老大难问题提供了一个有力工具。

SOH、SOC的显示：

   目前DYZ-6的SOH、SOC显示有以下几种方式

   1、SOH传统的段式显示，显示单位是“%”，它的定义是标称容量的“%”数。用13个横段表示，每个横段表示10%。

SOC传统的段式显示，显示单位是“%”，它的定义是SOH的“%”数。用10个横段表示，每个横段表示10%。

2、SOH彩色液晶屏显示，数字显示，分为绝对容量和相对容量。绝对容量单位是“Ah”，相对容量单位是“%”数，它的定义是标称容量的“%”数。

     SOC彩色液晶屏显示，数字显示，分为绝对容量和相对容量。绝对容量单位是“Ah”，相对容量单位是“%”数，它的定义是SOH的“%”数。

3、CAN通讯，DYZ-6估算出的SOH和SOC通过CAN信号输出。ID号0x88，请参阅通讯协议。

4、手机APP显示，现在男女老少几乎人人都有智能手机，通过手机APP可以方便看到电池的SOH、SOC。

SOH、SOC的其它附件功能：续航、单耗、温度、分电压、电压、电流、功率、KWh等

有了正确的SOH、SOC就可以计算出许多对驾驶员有用的电池和车辆信息。

1、续航里程（km）：在准确的SOH、SOC基础上，只要测得平均每公里消耗电量（也就是单耗），就能计算出续航里程。这一点相信多数驾驶者都是非常欢迎的。

2、总里程（km）：记录电池组整个生命周期行驶的总里程。

3、速度（km/h）：显示当前车速。

4、电池总电压（V），这一点是大家都能做到的。是电池组的总电压。                               

5、放电电流（A），用来指示当前放电状态（或者大小）。

6、充电电流（A），用来指示当前充电状态（或者大小）。充电时，休眠的系统自动唤醒，显示当前充电电流。

7、放电功率（kw）：显示当前电池的输出功率。

8、总放电能量（kwh）：用来记录电池组整个生命周期放出的总能量。

9、温度2路（℃）：用来显示温度传感器放置位置的温度。

10、单耗（C/km）：它是每行驶100km平均到1公里消耗的电量。车辆正常时，它可以描述驾驶人员的驾驶习惯、负载（或者乘员）多少、路况等等。当车辆出现故障的前期，单耗会发生高出正常值（例如胎压不足、控制器或者电机出现异常等等）现象，这时应该检查车辆，看看有没有不正常的地方。另外，对于同类车辆（电池组电压/容量一样、车型一样）单耗越小，说明车辆性能（控制器、电机、变速箱、传动等等）匹配的越好。使用者应该首先单耗低的车辆。

11、选择项：这是使用者需要单独选择的项目，不是标准配置，需要用户特别选择的。

1、电池组分电压检测：用来显示电池组中单体电池的电压。

2、増程器启停控制：有的电动车配有増程器，増程器的启停是有条件的，这些条件可以写入SOH检测装置，控制増程器的启停。

3、铅酸电池防充鼓功能：当电池组被长期放置不用，再使用时，电池组会出现热失控现象，具体表现是：电池组的充满电压不能达到充电器的额定充满电压，在充电后期，会出现充电电流不下降，充电电池上不去，电池发热现象，如果不加控制，停止充电，电池就会充鼓、高温，发生危险。防充鼓功能就是在热失控前期，停止电池组的充电，保护电池组不被充鼓。

4、电池组主动均衡功能：电池组各个单体电池能量不完全相同时，均衡器可以将能量高的单体电池向能量低的单体电池输送。能量输送的电阻<1Ω。主动均衡器在电池组串联充电时，相当于在每个单体电池上并联一个稳压器，使得电池组在串充的同时进行了并充。尽管电池组中的单体电池容量不完全一致（应该让电池组中的单体电池容量尽量一致，这包括在充放电的任意时刻）它会使每个单体电池都能够充满电量。

5、状态远传功能：将DYZ-6的主要参数，通过GPRS传送到远方终端，可以远程监视电池组运行情况。

山东省计量科学研究院  韩  昱

济南昱泉自动化研究所  王彦华

2019年1月9日

                                                             电话：15553175996