A review of estimation methods related to the definition of the state of charge and state of health for the battery

One of mankind's greatest concerns today is global warming due to greenhouse gas emissions from the burning of fossil fuels. In addition to the depletion of non-renewable resources, the use of renewable energy has become the government's top priority. Generally speaking, in the generation of renewable energy by different means of production like PVs, wind, etc., having capable battery systems and energy storage systems is a must. Above and beyond, electric vehicles (EVs) show great performance in terms of efficiency and CO2 emissions reduction and are widely used in the automotive industry, which are powered by rechargeable batteries. There is a diversity of energy storage technologies, ranging from lead acid to NiMH to lithium-ion batteries, which are being employed. Lithium-ion (Li-ion) batteries take the lead and are commonly used in energy storage systems for renewable energy systems such as EVs and power plants due to their high power and energy density and long service life. These advantages lead to more focus and investment on this technology to increase its robustness and stability. In order to protect battery systems and have a reliable control and supply system, a battery management system (BMS) is employed, which protects the battery from being overcharged or discharged and delivers cell balancing. As a result, BMS must be able to anticipate the state of charge (SOC) and state of health (SOH) with reasonable accuracy. There are various methods for estimating SOC and SOH that can be analyzed, classified, and weighed in terms of pros and cons. The purpose of this article is to offer an overview of the SOC and SOH approaches now available in the literature, along with the advantages and disadvantages of generally used methods, as well as a comparison of the most often used methods.

Una delle più grandi preoccupazioni dell'umanità oggi è il riscaldamento globale dovuto alle emissioni di gas serra dovute alla combustione di combustibili fossili. Oltre all'esaurimento delle risorse non rinnovabili, l'uso dell'energia rinnovabile è diventato la massima priorità dei governi. In generale, nella generazione di energia rinnovabile con diversi mezzi di produzione come il fotovoltaico, il vento, ecc, è essenziale avere l'immagazzinamento di energia e batterie idonee. Inoltre, i veicoli elettrici (EV), alimentati da batterie ricaricabili, mostrano grandi prestazioni in termini di efficienza e riduzione delle emissioni di CO2 e sono ampiamente utilizzati nell'industria automobilistica. Esiste una varietà di tecnologie di immagazzinamento dell'energia, che va dall'acido di piombo ,al NiMH, alle batterie agli ioni di litio. Le batterie agli ioni di litio (Li-ion) assumono un ruolo grazie alla loro alta potenza, densità energetica e alla lunga durata e sono comunemente usate nei sistemi di immagazzinamento dell'energia per i sistemi di energia rinnovabile come i veicoli elettrici e le centrali elettriche. Questi vantaggi portano a una maggiore attenzione e investimenti su questa tecnologia per aumentarne la robustezza e la stabilità. Per proteggere i sistemi a batteria e avere un sistema di controllo e alimentazione affidabile, viene impiegato un sistema di gestione della batteria (BMS), che protegge la batteria dal sovraccarico o dallo scaricamento e fornisce il bilanciamento delle celle. Di conseguenza, il BMS deve essere in grado di anticipare lo stato di carica (SOC) e lo stato di salute (SOC) con una precisione ragionevole. Ci sono vari metodi che possono essere analizzati, classificati e pesati in termini di pro e contro usati per stimare SOC e SOH. Lo scopo di questo articolo è quello di offrire una panoramica degli approcci SOC e SOH attualmente disponibili in letteratura, così come i vantaggi e gli svantaggi dei metodi generalmente utilizzati, nonché un confronto tra i metodi più spesso utilizzati.