O SOH (Estado de Saúde) é um indicador fundamental usado para avaliar o desempenho atual de uma bateria em comparação com seu estado original, quando nova. Geralmente é expresso em porcentagem:

• 100% SOH = bateria totalmente nova

• 70–80% de SOH = limite típico de fim de vida útil

Para Baterias EverExceed LiFePO₄ —Amplamente utilizada em sistemas UPS, telecomunicações, centros de dados, sistemas marítimos e aplicações de armazenamento de energia—a estimativa precisa do estado de saúde (SOH) é essencial para garantir confiabilidade e segurança a longo prazo.

No entanto, devido à curva de tensão plana e às características não lineares de OCV-SOC da química LiFePO₄, o cálculo do SOH é mais desafiador do que com baterias NCM/NCA. Abaixo estão os principais métodos de estimativa de SOH usados em Sistemas de baterias EverExceed e algoritmos BMS.

1. Método direto: Cálculo do SOH baseado na capacidade

Este é o método mais intuitivo e preciso. Ele mede o capacidade utilizável real da bateria.

Fórmula

SOH (Capacidade) = (Capacidade Atual / Capacidade Nominal) × 100%

Abordagem A: Teste padrão de carga e descarga (laboratório)

Um ciclo de descarga completo é realizado sob condições controladas.

Vantagens: Máxima precisão
Limitações: Demorado, interrompe o funcionamento normal; não é adequado para uso diário.

Abordagem B: Integração do BMS durante um ciclo completo (aplicação no mundo real)

O sistema de gerenciamento de bateria EverExceed utiliza a contagem de Coulomb para registrar a energia total carregada/descarregada durante um ciclo completo.

Vantagens: Prático e relativamente preciso
Limitações: Requer um ciclo completo (ex.: 5% → 95%), o que é difícil em operações diárias fragmentadas.

2. Métodos indiretos: Estimativa do SOH baseada em parâmetros

Como os ciclos completos na vida real são raros, o EverExceed BMS usa modelos indiretos para estimar o SOH em tempo real.

2.1 Método da resistência interna (impedância crescente)

A resistência interna aumenta com o envelhecimento das baterias.

Fórmula (modelo comum)

SOH (Impedância) ≈ f(Taxa de aumento de R vs. perda de capacidade)

Métodos de medição

• DCIR (mais comum no EverExceed BMS)

• Impedância CA (mais precisa, para uso em laboratório)

Vantagens: Medição online em tempo real
Limitações: Fortemente afetado pela temperatura e pelo SOC (carbono orgânico do solo).

2.2 Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS)

Analisa a impedância em múltiplas frequências para extrair parâmetros relacionados ao envelhecimento.

Vantagens: Extremamente preciso
Limitações: Alta demanda computacional; usado principalmente em laboratórios ou plataformas de P&D EverExceed de ponta.

2.3 Análise de Capacidade Incremental (ICA) / Análise de Tensão Diferencial (DVA)

Um dos métodos mais eficazes para estimar o estado de saúde (SOH) de baterias LiFePO₄.

Princípio:
Durante o carregamento com corrente constante, a curva dV/dQ apresenta picos característicos que se deslocam à medida que a bateria envelhece.

Vantagens: Muito preciso para LiFePO₄
Limitações: Requer medição precisa de voltagem e estabilidade de carregamento CC.

2.4 Ajuste de curvas com modelos de bateria

O BMS ajusta continuamente os parâmetros do modelo (capacidade, resistência interna, etc.) para se adequar aos dados de tensão/corrente em tempo real.

Vantagens: Estimativa contínua
Limitações: Depende fortemente de modelos eletroquímicos precisos.

2.5 Contagem de Coulomb + Calibração OCV (Método Híbrido)

Este é o Algoritmo primário de estimativa de SOH usado no sistema de gerenciamento predial EverExceed. .

Processo

1. Contagem de Coulomb: Monitora as alterações do SOC por meio da integração atual.

2. Estimativa baseada em modelos: Prevê o SOC com compensação de temperatura e impedância.

3. Calibração OCV: Quando a bateria permanece em repouso por tempo suficiente, a tensão de circuito aberto (OCV) é ajustada a uma curva OCV-SOC armazenada.

4. Atualização SOH: As diferenças entre o SOC integrado e o SOC baseado em OCV são usadas para corrigir o parâmetro de capacidade máxima da bateria.

Desafio para o LiFePO₄

A curva OCV-SOC é muito plana (região de 20% a 80%), portanto, a calibração geralmente é feita em SOC alto ou baixo.

Comparação de métodos de estimativa de SOH (Adaptado do EverExceed)

Dicas práticas para usuários de baterias EverExceed

Para manter leituras de SOH precisas:

• Realize ocasionalmente um ciclo completo de carga e descarga (por exemplo, 100% → 10% → 100%).

• Evite o armazenamento prolongado a 0% ou 100%.

• Garantir o controle adequado da temperatura

• Utilize carregadores oficiais EverExceed/sistemas compatíveis com BMS.