車輛中心 研究發展處 林登禾

現在手機已是我們的生活必需品，經過一段時間使用，會發現手機電池每次充飽後的待機時間在逐漸縮短，也就是電池(二次電池，又稱可充電電池，泛指所有在電量用到一定程度之後可以被再次充電、反複使用的化學能電池的總稱。)的蓄電能力在逐漸衰退；倘若要避免手機雖然顯示是充飽電狀態，卻在出門後遇到電力耗盡的窘境，電池健康狀態(State of Health, SOH)檢知，就必是使用電池系統所需瞭解的重要議題。

為降低車輛排放廢氣造成空氣汙染，近年來各國政府及產業莫不致力於電動車輛之研發，並應用具備高能量密度之鋰電池，提供電動車潔淨運行與充足行駛里程。由於在電池系統在實際應用上，通常將電芯以成並成串的進行組合，因此為確保電池在使用中的效能與安全，「電池管理系統」就成了電池組的保姆，全球也針對電池模組健康狀態及使用安全議題，逐步建立了相關的測試標準以進行規範。

目前一般的電池管理系統僅具監控電芯電壓及平衡功能等，尚無法對各電芯的健康狀態做有效的判別，因此，為了提供電池應用安全，須建立電池的健康狀態檢知技術；目前常見的7種電池健康狀況測試方式如下表所示，可依不同的應用情境得到電池的健康狀態數值，其適用性與特色一併於表中約略說明。

常見電池健康狀態測試方法一覽表

電池健康狀態不易檢測，一般常使用交流阻抗分析儀來約略確認電池健康狀態，或是使用充放電機來確認容量，且必須將電池模組拆卸，因此在估測上都非常麻煩。因此，車輛中心(ARTC)在電池健康狀態估測上以整車電池組作為思考，發展出能測試整車動力電池組的主動式估測技術，考量功率與容量兩種不同層面的老化，並將此技術整合至充電過程，使估測過程更為簡單易用；如下圖即為鋰鐵電池模組的功率老化的測試結果，可得到鋰鐵電池模組功率與電量的關係，如第一次進行的功率測試，可看到最高約有4.5kW的輸出功率，當執行100次加速老化後，電池功率輸出變小，如黃色曲線，再執行100次加速老化後，電池的輸出功率又變得更小了。

鋰鐵電池模組峰值功率測試結果圖

以上介紹為目前常用的電池健康狀態檢知技術技巧，但隨著電池使用情境擴大，電池健康狀況檢測系統的設計也會趨於複雜，設計者也須了解電池各項特性，方能掌握電池於各種不同使用過程之健康情況。ARTC已透過學研合作發展主動式電池健康狀態估測相關技術，後續更將進行產業合作，推動成為電動車安全的新指標；未來，此技術不但可應用於電動車輛系統上，也能應用在儲電系統領域中，目標即為協助產業提供更安全可靠的產品，同時提高民眾對於使用電池產品的信心度。