An estimation of lithium-ion battery state of health - ageing-included modelling and experimental studies

In this paper we present a study on Li-Ion Battery (LIB) modelling, including battery ageing profile, as a ground for development of state of health (SoH) prediction and monitoring system. An influence of LIB ageing was included by the mean of ageing module, based on voltage, resistance and capacity characteristics, resulting from preliminary experimental measurements. Our model, based on equivalent circuit model (ECM) and parameter estimation procedure, was implemented in MATLAB software and then validated. The simulation results are used for battery SoH estimation, which may be use in a future to optimize the conditions of LIB cycling and therefore extend the battery lifetime.

Niniejszy artykuł przedstawia badania nad stworzeniem modelu baterii litowo-jonowej, uwzględniającego procesy starzenia baterii, jako podstawę do budowy systemu monitorowania stanu baterii. Wpływ procesów starzenia został uwzględniony za pomocą specjalnego modułu, zdefiniowanego przy pomocy parametrów (tj. charakterystyki napięciowe, impedancyjne, pojemnościowe) uzyskanych na drodze pomiarów eksperymentalnych. Opracowany model, oparty na równoważnym dwugałęziowym modelu elektrycznym RC, został zaimplementowany w środowisku MATLAB, a następnie poddany walidacji. Wyniki przeprowadzonych symulacji wykorzystano do opracowania algorytmu estymacji stanu baterii, który w przyszłości może posłużyć do optymalizacji warunków pracy ogniw litowo-jonowych.