发布时间：2026-01-23 17:34:44
电池类似于无法丈量的生物体，只能经过类似于医生检查病人的办法来预算其状况。快速查验的精确性因症状而异。这些政策会跟着荷电状况（SoC）、充电和放电后的颤动、温度和贮存时刻的改动而改动。快速查验有必要具有区别部分充电的健康电池和完全充电的较弱电池组的才干。两种状况在用户手中都会供给类似的运用时刻，但其功用水平不同。
广泛运用的功用剖析办法是库仑计数，该办法丈量流入和流出的能量。库仑计数能够追溯到250年前，其时查尔斯-奥古斯汀·德·库仑初度提出了“库仑规矩”。该办法在概念上非常高雅，但是库仑计数也有其自身的问题，即在电池随机充电和放电时会失掉精确性。数字解决方案对健康状况（SoH）的估计在不包含化学电池的状况下是不无缺的。
电池的首要健康政策是 容量。容量代表能量贮存，这一特性会跟着运用逐渐且永久地褪去。其他担任SoH的特征是内阻，它控制负载电流和 自放电 ，用于检查机械无缺性。这三个特征有必要满意才干给电池一个健康的确诊。
实时预算化学电池的容量是最杂乱的。这触及类似于字母或面部辨认的查找表的算法和矩阵。现代快速查验办法在捕捉电池的多种状况方面正朝着高档机器学习的方向开展。
以下是用于检查电池的从简略到杂乱的查验办法总结。
| 电压 | 提醒了SoC。无法进行容量预算。 |
| 欧姆查验 | 丈量内部电池的电阻以验证加载特性并辨认毛病状况。电阻读数与容量无关。欧姆查验也称为阻抗查验 (Z)。 |
| 全周期 | 读取化学电池的充电/放电/充放电循环容量。作用精确，但一般需求将电池从服务中移除，并且查验时刻需求数小时。 |
| 快速查验 | 大多数快速查验办法根据时域或频域。时域经过脉冲激起电池，以观察锂离子电池的离子流。频域用多个频率扫描电池，以生成奈奎斯特图进行剖析。这两种办法都需求杂乱的算法，其间参数或矩阵作为查找表。 |
| 电池处理系统 | 电池处理系统经过监测电压、电流和温度来预算SoC。一些锂离子电池处理系统的BMS也进行库仑计数。BMS能够辨认电池缺点，但无法精确预算容量。 |
| 库仑计数 | 读取流入和流出的电流。智能电池将数据存储在全充电容量（FCC）寄存器中，该寄存器能够被拜访，但如果电池未校准，读数或许不精确。一个无缺的循环能够纠正盯梢误差。 |
| 电池解析器 | 一种在充电期间预算电池容量的新办法。一种专有的过滤算法供认精确的荷电状况(SoC)；库仑计数预算电池容量。 |
没有单一的查验能够捕捉到电池的所有健康政策。许多快速查验设备只重视电压和内阻。虽然镍镉或镍氢电池容量的丢掉或许与内阻的添加相关，但这种关系在根据锂和铅的电池中不那么明显。用只丈量电压和内阻的查验仪进行容量预算的广告或许会误导人。它让作业误以为运用简略的办法能够取得杂乱的查验作用。根据电阻的仪器的确能够辨认出行将死亡或已死亡的电池；但用户也能够做到。
电池是一种具有反应性的设备，电阻丈量的办法很重要。直流丈量只重视纯电阻值，而沟通丈量包含反应性组件，供给额定的信息。 图1 代表了在0.1Hz到1kHz的沟通扫描下，超卓和退化的锂离子电池的阻抗。阻抗的最强改动(-Imp -Z)在低频规划内1Hz到10Hz之间观察到。
阻抗差异在10Hz以下最为明显。水平刻度是按对数比例缩放的频率规划。
来历：Cadex Electronics
需求留神的是，仅靠电阻读数是不充分的。没有一种通用的标准，签名会因电池的巨细和类型而异。SoC水平、搅拌和温度进一步歪曲了作用。Cadex实验室进一步发现电池老化办法的差异。最令人费解的是，为什么天然老化产生的签名与在固定查验准则的环境舱中进行的人工老化不同。这种类似人类的行为与人们在不同全球区域所阅历的寿数有类似之处。
Cadex在几种快速查验办法上处于领先地位。这些办法是 快速排序模型特定、电化学动态照顾和电化学阻抗谱 (EIS)。
QSMS在运用直流和沟通办法点评电池时观察到电阻值存在差异。例如，运用18650电池中锂离子的直流丈量电阻约为110mOhm，而运用1000Hz的沟通信号时约为36mOhm。这两个读数之间的差异，与存储在查找表中的电池特定参数进行比较，供给了电池功用的信息。
该算法相对简略，查验时刻短，但创建从超卓、边沿和残次电池得出的参数的物流添加了杂乱性。QSMS 是 Cadex 开发的几种快速查验办法之一，用于实时分类手机电池。
EDR 经过施加负载脉冲并点评在侵犯和康复过程中的照顾时刻来丈量电极之间离子流的流动性。康复时刻与存储的与电池功用相关的参数进行比较。 图2 展现了表现超卓的电池与表现较弱的电池的比照，表现超卓的电池巩固且康复迅速，而表现较弱的电池则显得脆弱且康复缓慢。
EDR丈量正负极板之间的离子流。微小的电池在遭到侵犯时能够迅速康复，而较弱的电池反应会更缓慢。
美国专利7,622,929。来历：Cadex Electronics
锂离子的松散系数因所运用的活性材料和电解质添加剂而异。EDR 由 Cadex 开发，用于快速查验各种手机电池。该技能现在正在开发用于查验更大容量的电池。
EIS经过运用多频率扫描电池，将快速查验提升到更高的杂乱性水平，以生成Nyquist图。然后将Nyquist信息叠加到电化学模型上，从而非侵入性地预算容量、CCA和SoC。典型查验时刻为15秒。
奈奎斯特图是以 哈里·奈奎斯特 的名字命名的，他是贝尔实验室的前工程师。该图经过运用频率作为参数，在同一图上闪现线性系统的幅值和相角来呈现频率照顾。水平的x轴闪现的是实在的欧姆阻抗，而笔直的y轴则代表虚部阻抗。科学家猜测，经过将查验作用与复数建模结合起来，电池确诊正逐渐向EIS技能挨近。
图3 展现了奈奎斯特图的三个区域，迁移在高频段， 电荷转移 在中段，和 松散 在低频段。
当从千赫兹到毫赫兹扫描电池时，迁移场提醒了电池的电阻特性，这就像从俯瞰视点看待地势。在称为电荷转移的中频规划内能够找到有价值的特性。这个至关重要的领域形成了一半圆，代表了电池的动力学，供给SoH参阅。低频规划称为松散，包含与容量相关的附加信息，但需求较长时刻的查验。电池的巨细抉择了频率；电池的安时越大，运用的频率就越低。
快速查验应持续几秒钟到最多不超越5分钟，但运用超低频率会延长时刻。例如，在1毫赫兹（mHz）下，一个周期需求1000秒，即16分钟，结束剖析需求几个数据点。经过美妙的软件仿照，查验时刻一般能够缩短。
奈奎斯特剖析非常合适查验锂和铅基电池。多模型电化学阻抗谱，或Cadex的Spectro™，是第一个根据EIS的预算电池容量的运用程序。容量是首要的健康政策；建议电池的CCA指的是担任建议机滚动的内部电池电阻。在保护超卓的电池中，CCA坚持较高，而容量跟着运用逐渐削减。当容量降至无法滚动建议机的水平常，就会产生“无法建议”。为了防止意外，当容量降至40%时，建议电池应替换。容量预算的长处在这一运用中也变得清晰。
“parser”一词在核算机技能中已被用来描绘接纳和收拾指令数据。Cadex运用这个词经过运用专有的算法（恳求中）来供认精确的电池荷电状况（SoC），然后核算充满电池可用空间的库伦量。充电时刻有必要满意长，以取得超卓的读数。Cadex的实验室作用闪现，与未校准的智能电池库仑计数比较，电池parser具有更高的容量精确性。
电池解析器运用先进的机器学习算法，这些算法将被引进现代电池充电器，以在电池中供给质量控制。这种集成将使充电器成为具有监督系统的设备，无需添加额定的物流并且本钱较低。确诊型电池充电器经过消除“黑箱”综合征使电池功用透明化，这是一个困扰电池用户几个世纪的问题。
没有快速查验能够点评所有电池症状。总会有一些反常电池应战查验协议。对在用电池的正确猜测应该是9 out of 10。反常电池或许包含新电池没有完全格式化，或长时间贮存的电池组。低SoC也会导致过错。
容量是电池健康的要害，与运转时刻相关，并猜测寿数停止。容量这个术语了解得并不好。电池一般在容量衰减到80%时替换。在挑选寿数停止阈值时，组织应保证最低功用的电池能够结束分配的任务。经过快速查验或在充电器中提醒容量估计将改动电池的保护办法。这些行进最终将引领电池作业的改造。