新鋰電池管理系統(tǒng)技術(shù)可判斷電池殘余價(jià)值
有外媒報(bào)道,新近開發(fā)的電池管理系統(tǒng)技術(shù),通過測(cè)量電池的電化學(xué)阻抗,可以有效評(píng)估堆疊式鋰離子電池組的殘余價(jià)值。
新電池管理系統(tǒng)技術(shù)利用交流電勵(lì)磁法,測(cè)量堆疊式模塊鋰離子電池的電化學(xué)阻抗,通過劣化診斷,并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行故障測(cè)評(píng),來評(píng)估電池殘余價(jià)值。這對(duì)鋰離子電池的回收再利用,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有重要作用。
這項(xiàng)新電池技術(shù)具有以下特點(diǎn):
1. 通過溫度校準(zhǔn)技術(shù),對(duì)操作設(shè)備的溫度變化做出反應(yīng)。
鋰離子電池的電化學(xué)阻抗對(duì)溫度變化非常敏感。因此,在實(shí)驗(yàn)室中使用專用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量時(shí),要將電池置于恒溫室內(nèi),以保持恒溫。而對(duì)于運(yùn)行過程中的電池模塊,由于環(huán)境溫度不斷變化,無法對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定的電化學(xué)阻抗測(cè)量。因此,日本立命館大學(xué)和松下公司開發(fā)了一種溫度校正技術(shù),在電化學(xué)阻抗測(cè)量過程中,測(cè)量鋰離子電池的溫度,將阻抗溫度變化校正至標(biāo)準(zhǔn)溫度,并繪制在Cole-Cole圖上。這樣,即使隨著季節(jié)和時(shí)間交替,環(huán)境溫度發(fā)生變化,也可以根據(jù)Cole-Cole圖,將其校正至數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)溫度。
2. 通過BMIC技術(shù),測(cè)量多電芯電池組的電化學(xué)阻抗。
傳統(tǒng)BMIC可以測(cè)量由6到14個(gè)電芯堆疊而成的鋰離子電池組的電壓。在電池管理系統(tǒng)中,可通過多個(gè)BMIC,從更多串聯(lián)電池電芯(最高可達(dá)200個(gè))中獲取電壓數(shù)據(jù),以監(jiān)控電池運(yùn)行狀態(tài),并確保使用安全。另外,還可以評(píng)估充電和健康狀態(tài),計(jì)算剩余的續(xù)航里程和時(shí)間。
除了傳統(tǒng)功能,新開發(fā)的BMIC測(cè)試芯片還內(nèi)置電化學(xué)阻抗測(cè)量功能,利用交流電勵(lì)磁法進(jìn)行測(cè)量。電化學(xué)阻抗測(cè)量是通過15個(gè)完全并聯(lián)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、0.1 Hz到5khz的脈沖調(diào)制交流電勵(lì)磁電路,以及內(nèi)置在BMIC中的復(fù)數(shù)電壓/復(fù)數(shù)電流轉(zhuǎn)換電路來實(shí)現(xiàn)的。因此,BMIC芯片可以測(cè)量電池運(yùn)行時(shí)的電化學(xué)阻抗,而不需要對(duì)目前電池中的BMS配置進(jìn)行重大調(diào)整。
3. 進(jìn)行電化學(xué)阻抗測(cè)量時(shí),達(dá)到與標(biāo)準(zhǔn)儀器同等的測(cè)量精度。
通過測(cè)量用復(fù)數(shù)阻抗繪制的Cole-Cole圖,利用電化學(xué)阻抗譜進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估。立命館大學(xué)使用松下公司開發(fā)的BMIC和測(cè)量軟件,對(duì)圓柱形鋰離子電池進(jìn)行了測(cè)量。結(jié)果表明,Cole-Cole圖可以在1 Hz到5 KHz的頻率范圍內(nèi)測(cè)量繪制,并達(dá)到與工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器相同的精度。
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