文献赏析：一种采用膨胀力预估LFP电池SOC的方法

图3为1/25C倍率条件下得到的电压曲线和膨胀力变化曲线，从图中可明显看到电压曲线在27%~94%SOC存在一个电压平台，此时电压变化仅0.07V，然而在此区间的膨胀力变化却非常明显，这个阶段的膨胀力变化主要是由于负极石墨从LiC12到LiC6的相变引起的，说明采用膨胀力预估SOC是很有前景的，但是又看到此区间内的膨胀力变化是非单调性的，因此它也会为预估的准确性带来挑战。

图3. 准静态条件下的电压和膨胀力随SOC的变化图

为了验证SOC预估模型，开展了在两个动态工况（NEDC和DST）下，施加不同预紧力（15kg和30kg）和不同测试温度(25℃和45℃)的膨胀力实验。如图4，结果显示，在20%~90%SOC依旧存在明显的电压平台，且膨胀力的变化趋势与恒定电流充电模式下类似，说明膨胀力对电流的动态变化并不敏感，而对SOC的变化很敏感，这主要是是因为电压依赖电极表面离子浓度的变化，而膨胀力是受电极体相离子浓度的变化。另外，电池的膨胀力会显著随预紧力的增加而增加，因此在电池模组设计中要重点关注预紧力的大小。

图4.NEDC和DST循环工况下的膨胀力和电流电压曲线图

接下来，作者建立了LSSVM模型，并对其不断训练优化，结合AUKF进行SOC预估，可实现对不同温度、不同电流动态工况、不同预紧力的SOC预估。

图5.基于AUKF和LSSVM预估SOC的流程图

SWE系列原位膨胀分析系统（IEST元能科技）：利用高度稳定且可靠的自动化平台，搭载高精测厚传感器，实现对电芯整个充放电过程的厚度变化量和变化速率的测量， 可实现如下功能：

1.恒压力条件测试电池膨胀厚度曲线；

2.恒间隙条件下测试电池膨胀力曲线；

3.电池压缩性能测试：应力应变曲线-压缩模量；

4.电池膨胀力分步测试；

5.不同温度控制：-20~80℃。