锂离子电池在便携式电子产品、新能源轿车和储能电站等范畴被广泛运用。锂离子电池的荷电状况（State of Charge, SOC）是表征电池健康状况的重要目标，但低温对锂离子电池资料有较大影响，导致电池容量明显下降，因而展开低温环境下锂离子电池荷电状况的精确检测十分必要。

  锂离子电池的荷电状况是指在特定放电条件下，电池剩下容量占额外容量的百分比。现在对锂离子电池荷电状况的检测办法主要有开路电压法、内阻检测法、安时积分法和根据智能优化算法的等效电路模型等办法。可是这些研讨办法存在检测速度慢、只能离线丈量、等效电路难以反映电池内部物理化学进程等问题，因而国内外学者开端探究运用超声检测技能来检测锂离子电池的荷电状况。

  归纳国内外研讨现状剖析，现在超声检测锂离子电池荷电状况办法存在以下缺少：①实验均在室温环境下进行，但是低温对锂离子电池荷电状况形成明显影响，该办法能否完成低温下荷电状况检测尚未可知；②研讨目标多为棱柱形和方形软包锂离子电池，关于杂乱结构的圆柱卷绕型锂离子电池研讨较少，超声在圆柱卷绕型锂离子电池内部传达衰减大，很难检测；③运用超声信号特征量检测锂离子电池荷电状况时，缺少超声透射飞翔时刻与锂离子电池荷电状况及温度的量化联系，难以根据超声透射飞翔时刻成果核算不同温度下的锂离子电池荷电状况。

  为把握低温下锂离子电池荷电状况（SOC）与超声检测特征量之间的联系，新能源电力体系国家重点实验室（华北电力大学）的吴立峰、刘昊、林仲钦、徐策、马国明，在2022年第21期《电工技能学报》上撰文，展开了圆柱卷绕型锂离子电池荷电状况超声检测与理论剖析。

  研讨人员在-20～10℃环境下搭建了圆柱卷绕型锂离子电池荷电状况检测实验研讨渠道，树立特征提取算法，提取超声信号幅值和超声飞翔时刻两个特征参量，取得低温环境下锂离子电池的最大可用容量。

  他们的研讨成果表明，在低温环境下，相较于超声信号幅值特征量，超声飞翔时刻特征量能更精确地表征锂离子电池的荷电状况。考虑低温对锂离子电池负极资料弹性模量、质量、长度的影响，树立了超声透射飞翔时刻与锂离子电池荷电状况及温度三者之间的量化方程，确认了其间的要害参数。

  研讨人员指出，该方程与实验数据的拟合决定系数为0.9668，方均根差错为0.6244μs。并展开了10组不同环境温度、不同荷电状况值的检测实验，荷电状况绝对差错绝对值的平均值为2.23%。实验成果表明在低温环境下，能够运用超声透射技能检测圆柱卷绕型锂离子电池的荷电状况。本研讨可为低温环境下不同类型锂离子电池荷电状况的精确检测供给研讨思路与数据参阅。

  本文编自2022年第21期《电工技能学报》，论文标题为“低温环境下锂离子电池荷电状况与超声透射飞翔时刻的联系研讨”。本课题得到国家自然科学基金、北京市自然科学基金、我国科协青年人才托举工程、中心高校根本科研业务费和新能源电力体系国家重点实验室自主研讨课题赞助项目的支撑。

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