松下研发电池管理新技术 评估锂离子电池组残余价值

2019-11-24 17:03  浏览:  
松下公司开发新的电池管理技术,测量电池的电化学阻抗,有效评估堆叠式锂离子电池组的残余价值,预计未来将应用于车辆。松下与立命馆大学的Masahiro Fukui教授合作开发了这项技术,松下公司开发新的电池监测IC(BMIC) 测试芯片、测量算法和软件,立命馆大学用电池评估实际效能。

新电池管理技术利用交流电励磁法,测量堆叠式锂离子电池模块的电化学阻抗。此外,通过劣化诊断,并根据测量数据进行故障测评,来评估残余价值。这将有助于促进锂离子电池的回收再利用,实现可持续发展。

这项新技术具有以下特点:

1. 通过BMIC技术,测量多电芯电池组的电化学阻抗。

传统BMIC可以测量由6到14个电芯堆叠而成的锂离子电池组的电压。在电池管理系统中,可通过多个BMIC,从更多串联电池电芯(最高可达200个)中获取电压数据,以监控电池运行状态,并确保使用安全。另外,还可以评估充电和健康状态,计算剩余的续航里程和时间。

除了传统功能,新开发的BMIC测试芯片还内置电化学阻抗测量功能,利用交流电励磁法进行测量。电化学阻抗测量是通过15个完全并联模拟/数字转换器、0.1 Hz到5khz的脉冲调制交流电励磁电路,以及内置在BMIC中的复数电压/复数电流转换电路来实现的。因此,BMIC芯片可以测量电池运行时的电化学阻抗,而不需要对目前电池中的BMS配置进行重大调整。

2. 进行电化学阻抗测量时,达到与标准仪器同等的测量精度。

通过测量用复数阻抗绘制的Cole-Cole图,利用电化学阻抗谱进行状态评估。立命馆大学使用松下公司开发的BMIC和测量软件,对圆柱形锂离子电池进行了测量。结果表明,Cole-Cole图可以在1 Hz到5 KHz的频率范围内测量绘制,并达到与工业用标准测量仪器相同的精度。

 

3. 通过温度校准技术,对操作设备的温度变化做出反应。

锂离子电池的电化学阻抗对温度变化非常敏感。因此,在实验室中使用专用测量仪器进行测量时,要将电池置于恒温室内,以保持恒温。而对于运行过程中的电池模块,由于环境温度不断变化,无法对其进行稳定的电化学阻抗测量。因此,日本立命馆大学和松下公司开发了一种温度校正技术,在电化学阻抗测量过程中,测量锂离子电池的温度,将阻抗温度变化校正至标准温度,并绘制在Cole-Cole图上。这样,即使随着季节和时间交替,环境温度发生变化,也可以根据Cole-Cole图,将其校正至数据库中的标准温度。

新技术适合带有多电芯锂离子电池的设备和车辆,如电动自行车、低速车辆、建筑及物流机械等,未来可用于电动汽车和大容量蓄电池。

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