SoC & SoH 的定義

前言

當電池尚在開發階段時，需要仔細觀察與量測電池在特定時間點的狀態，以優化其效能

SoC 和 SoH 是兩個完全不同的參數，

但因兩者名字相近，時常造成混淆，

是現今電池檢測中最重要的參數之一，與電池性能息息相關，

同時也是電池的關鍵性品質指標，可提供相關數據優化 BMS

State of Charge SoC

電池中剩餘電量除以電池可提供的最大電荷比率，以百分比表示：

  • Q0 /mAh = 電池初始電荷
  • Q /mAh = 供給電池的電量(遵循電流慣例:充電時為正,放電時為負)
  • Qmax /mAh = 電池可儲存的最大電荷
  • SoC0 /% = 電池初始 SoC

也可使用放電深度 (DoD) 來計算 SoC：

若為全新電池，則 Qmax = Cr、Q0 = 0.5 Qmax

若將電池充滿電，則 Q0 = Qmax、SoC0 = 100 %

電池在充放電過程中 SoC0 的變化

State of Health SoH

使用過後的電池與新電池之間的差異，亦為電池的老化度

最大電池電量與額定容量的比率，以百分比表示：

  • 其中 Qmax /mAh = 電池的可用最大電量
  • Cr = 額定電量

電池在老化過程中 SoH 的變化

以二次電池為例：放電曲線受 SoH 的影響

SoH 越低，電池放電越快，如下圖所示：

電池在不同的 SoH 下的充放電循環

如何使用恆電位儀或充放電機量測 SoC & SoH

  • SoC

透過監控電池電量得到實際值（測量電流和時間）

因此，可使用以下技術測量其值：

    • Galvanostatic Cycling with Potential Limitation (GCPL)、
    • Chronopotentiometry (CP)、
    • Constant Current (CC)
  • SoH

透過在特定階段儲存的電荷量 Q 量測實際值

EC-Lab® 或 BT-Lab® 的電池電量測定 (BCD) 可簡單的完成量測

資料來源：BioLogic Learning Center – Battery states: State of charge (SoC), State of Health (SoH). Electrochemistry basics series

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