電池健康度（SOH）

一、產品定義

電池健康度（State of Health，簡稱 SOH），係表征電池老化程度與健康狀況嘅關鍵指標。佢反映咗電池當前性能相對於全新狀態嘅比較，通常以百分比表示——100% 代表電池狀態與其標稱規格完全一致。作為電池管理系統（BMS）嘅核心參數之一，SOH 嘅準確評估對於保障電池運行安全、延長使用壽命具有重要意義。

二、定義與計算方式

SOH 最直觀嘅定義係當前可用最大容量與出廠額定容量之間嘅比值：

$S O H = f r a c C_{當前} C_{額定} t i m e s 100$ SOH=fracC當前C額定times100

其中，C 當前為電池當前狀態下可釋放嘅最大容量，C 額定為電池出廠時嘅標稱容量。

然而，電池老化係一個多維度嘅過程，單憑容量單一參數無法全面評估電池健康狀態。除咗容量衰減（表征能量能力），內阻增加（表征功率能力）都係衡量 SOH 嘅重要維度。此外，循環次數、電壓降、功率衰退等參數亦可用於定義 SOH。

2021 年發布嘅《電動汽車動力蓄電池健康狀態評價指標及估算誤差試驗方法》（T/CSAE 184-2021）標準，首次系統性咁提出咗五大核心表征參數用於評價電池 SOH：

放電容量保持率
放電能量保持率
能量效率保持率
峰值功率保持率
直流內阻變化率

同時，該標準仲以電壓極差與方差嘅變化率作為輔助判斷參數，以更科學全面咁評價電池健康狀態。

三、影響 SOH 嘅主要因素

電池健康度嘅下降係一個不可逆嘅化學過程，受多種因素影響：

充電速率：對 SOH 劣化嘅影響最為顯著。
充電深度：深度放電（電量耗盡）會加速電池老化。
溫度：極端高溫或低溫都會影響電池壽命。值得注意的是，環境溫度升高雖能提升電池效率，但增加嘅空調能耗喺極端條件下反而會加速容量損失。
駕駛習慣：急加速、急剎車等激烈駕駛行為會加大電池負荷。
日曆老化：即便唔使用，電池都會隨時間推移自然老化。

四、SOH 嘅評估方法

SOH 無法好似電壓咁被直接測量，其估算主要依賴 BMS 透過演算法間接獲得。而家主流方法可分做三類：

1. 直接測量法（離線方法）

透過對電池容量、內阻、電化學阻抗譜等參數進行直接測量嚟評估 SOH。該方法原理簡單、適應性強，但對測量設備要求高，難以喺車輛實際運行中應用。

2. 基於模型嘅方法

利用等效電路模型、電化學模型或經驗衰退模型嚟預測 SOH。例如，透過二階 RC 等效電路模型實時估算電池歐姆內阻，再根據內阻同 SOH 嘅映射關係進行預測。呢類方法計算量少，但模型適應性有限。

3. 數據驅動方法

透過機器學習演算法（如支持向量機、神經網絡等）建立外部健康特徵同 SOH 之間嘅非線性映射關係。該方法唔依賴電池內部機理，喺訓練數據可靠嘅前提下面可獲得較高精度，但對運算力要求較高。

而家，基於數據驅動與經驗模型組合嘅混合方法正成為研究熱門，可喺減輕設備負擔嘅同時保持較高預測精度。

五、SOH 閾值同更換標準

關於電池幾時需要更換，行業存在明確嘅 SOH 閾值：

80%——退役警戒線

按照行業通行嘅標準，當電池 SOH 降至 80% 時，即達到鋰離子電池嘅退役標準。呢個標準源自 2015 年頒佈嘅 GB/T 31484-2015《動力電池循環壽命要求及試驗方法》。當容量保持率≥80% 時，電池性能穩定，無需更換；當容量保持率≤80% 且並續航里程顯著下降時，應進行 SOH 檢測。

70%——強制不合格線

根據國家標準，電池 SOH 需達到 70% 以上。若低於 70%，則被認定為強制不合格，車輛年檢無法通過，必須維修或更換電池先至可以上路。

然而，亦都有觀點認為將 80% 作為一刀切嘅退役標準局限較大。部分電池 SOH 雖低於 80% 但衰退梯度較細，仍可繼續使用；而有些電池 SOH 雖高於 80% 但衰退梯度大，反而更危險。因此，衰退梯度（即電池容量隨循環次數嘅變化速率）正被視為比單一 SOH 值更客觀嘅健康度指標。

六、總結

電池健康度（SOH）係衡量電池老化程度嘅核心指標，其準確評估對於保障電動汽車安全運行、優化電池使用策略以及判定更換時機至關重要。隨著電池管理技術嘅不斷進步，SOH 嘅評估正由單一嘅容量比值向多參數綜合評價體系演變，評估方法亦由實驗室離線測量向基於數據驅動嘅在線實時估算發展，為用戶提供更精準、更可靠嘅電池健康管理方案。