松下研發(fā)電池管理新技術(shù) 評(píng)估鋰離子電池組殘余價(jià)值

松下公司開發(fā)新的電池管理技術(shù)，測(cè)量電池的電化學(xué)阻抗，有效評(píng)估堆疊式鋰離子電池組的殘余價(jià)值，預(yù)計(jì)未來將應(yīng)用于車輛。松下與立命館大學(xué)的Masahiro Fukui教授合作開發(fā)了這項(xiàng)技術(shù)，松下公司開發(fā)新的電池監(jiān)測(cè)IC(BMIC) 測(cè)試芯片、測(cè)量算法和軟件，立命館大學(xué)用電池評(píng)估實(shí)際效能。

新電池管理技術(shù)利用交流電勵(lì)磁法，測(cè)量堆疊式鋰離子電池模塊的電化學(xué)阻抗。此外，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)估殘余價(jià)值。這將有助于促進(jìn)鋰離子電池的回收再利用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

這項(xiàng)新技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

1. 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。

2. 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。

3. 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。

新技術(shù)適合帶有多電芯鋰離子電池的設(shè)備和車輛，如電動(dòng)自行車、低速車輛、建筑及物流機(jī)械等，未來可用于電動(dòng)汽車和大容量蓄電池。

(關(guān)鍵字：重金屬污染)