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交通大学姜久春教授:动力电池重组优化技术降低电池成本15%

发布时间: 2014-10-22 15:58:48    来源: 电池中国网综合
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[摘要]电池管理系统是十分重要的电池部件之一,北京交通大学电气工程学院院长姜久春教授认为,动力电池管理系统,参与整车调度,可直接决定整组电池的使用寿命。

交通大学姜久春教授

  电池管理系统是十分重要的电池部件之一,北京交通大学电气工程学院院长姜久春教授认为,动力电池管理系统,参与整车调度,可直接决定整组电池的使用寿命。这也是电动汽车的核心技术之一。目前有14项已经公布的专利技术与动力电池管理系统有关。手机也有电池管理系统,不过是单只电池,如果几百只串联、并联起来,问题就变得复杂了。简单的电池管理系统需要总体设计、电池筛选和优化重组、电话仿真、状态预测、热场分析、安全检测、全生命周期分析,系统设计得越复杂,电池寿命就越变长,价格也就越高,因此要折中考虑价格的问题。
  通过动力电池管理系统方案设计、电池模块化成组方法、电池在线状态评估,实现动力电池系统的安全、高效、可靠运行,延长电池使命寿命,提高电池使用效率。
  常用电池连接方式很多,包括串联、先并后串、先串后并、混合串并联结构等。先并后串方式被大量使用,例如北京电动环卫车:电池单体50Ah ,4并30串电池组;Leaf纯电动车:电池单体33Ah,2并96串电池组;Volt增程式电动车:单体15Ah,3并96串电池组等。车辆需要多少电池就装多少电池,便于满足用户续航里程需求;将电池做成模块化,则便于分布式管理控制,方便分布化维护。而将车用电池淘汰下后,模块化对再次利用能起到很好的效果。例如宝马,I3车型电池在淘汰之后,如何二次利用?如果当作一个整体的话,基本上不能记性再利用实现;而将电池做成模块后,拆下来完全可以在储能方面重新利用。
  在混合串并联情况下,在串联环节的并联成份,采用先串后并方法,便于电流预测。通过组合模块电流重组方式及电池热膜散热情况,可以分辨出每个电池衰退路径如何,也可以精确知道每个电池处于什么状态。串联形态下,影响衰退轨迹最大的因素,在于电池的温度场不一致;而并联形态下,温度场基本一致,但是并联在高低两端存在电流差异,会导致衰退路径不一样,从而使电池表面特性完全不同。比如原来区间在5%到95%,但由于衰退路径不一样,区间被迫变小。而如果考虑到电池衰退比例控制因素,混合结构的连接更好一些。
  之后要考虑的因素是均衡效果。先串后并的连接方式,可以知道每个单体功能状态,发挥出电池组最大可用容量,电池利用较为饱满,并可以通过电池维护,保持模块功能。这种连接方式,无论对控制还是对均衡来说都是最好的方式。因此最好做成标准的模块化,并在模块之间通过混联方式进行连接。

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