松下研發(fā)電池管理新技術(shù) 可評估鋰離子電池組殘余價值

(圖源：松下官網(wǎng))

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

新電池管理技術(shù)利用交流電勵磁法，測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)測量數(shù)據(jù)進行故障測評，來評估殘余價值。這將有助于促進鋰離子電池的回收再利用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

這項新技術(shù)具有以下特點：

1. 通過BMIC技術(shù)，測量多電芯電池組的電化學(xué)阻抗。

傳統(tǒng)BMIC可以測量由6到14個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BMIC，從更多串聯(lián)電池電芯(最高可達200個)中獲取電壓數(shù)據(jù)，以監(jiān)控電池運行狀態(tài)，并確保使用安全。另外，還可以評估充電和健康狀態(tài)，計算剩余的續(xù)航里程和時間。

除了傳統(tǒng)功能，新開發(fā)的BMIC測試芯片還內(nèi)置電化學(xué)阻抗測量功能，利用交流電勵磁法進行測量。電化學(xué)阻抗測量是通過15個完全并聯(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)換電路來實現(xiàn)的。因此，BMIC芯片可以測量電池運行時的電化學(xué)阻抗，而不需要對目前電池中的BMS配置進行重大調(diào)整。

2. 進行電化學(xué)阻抗測量時，達到與標準儀器同等的測量精度。

通過測量用復(fù)數(shù)阻抗繪制的Cole-Cole圖，利用電化學(xué)阻抗譜進行狀態(tài)評估。立命館大學(xué)使用松下公司開發(fā)的BMIC和測量軟件，對圓柱形鋰離子電池進行了測量。結(jié)果表明，Cole-Cole圖可以在1 Hz到5 KHz的頻率范圍內(nèi)測量繪制，并達到與工業(yè)用標準測量儀器相同的精度。

3. 通過溫度校準技術(shù)，對操作設(shè)備的溫度變化做出反應(yīng)。

鋰離子電池的電化學(xué)阻抗對溫度變化非常敏感。因此，在實驗室中使用專用測量儀器進行測量時，要將電池置于恒溫室內(nèi)，以保持恒溫。而對于運行過程中的電池模塊，由于環(huán)境溫度不斷變化，無法對其進行穩(wěn)定的電化學(xué)阻抗測量。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)阻抗測量過程中，測量鋰離子電池的溫度，將阻抗溫度變化校正至標準溫度，并繪制在Cole-Cole圖上。這樣，即使隨著季節(jié)和時間交替，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)庫中的標準溫度。

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