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DTV法:提高电动汽车电池组寿命与性能

作者:唯一官网 时间:2021-01-22 00:18
本文摘要:寿命是影响锂离子电池成本的一个关键因素,因此各大厂商竞相使用各种手段来提高自己的锂离子电池的使用寿命。与锂离子电池使用寿命密切相关的因素很多,其中电池管理策略对锂离子电池的使用寿命有明显的影响。 为了更好地管理整个电池组,控制电路(BMS)必须动态监控电池组中单个电池的健康状态(SOH),以便及时调整电池组的电源和电池膨胀,从而提高电池组的寿命和性能。传统的SOH监测方法主要收集电池容量下降和功率下降的数据。

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寿命是影响锂离子电池成本的一个关键因素,因此各大厂商竞相使用各种手段来提高自己的锂离子电池的使用寿命。与锂离子电池使用寿命密切相关的因素很多,其中电池管理策略对锂离子电池的使用寿命有明显的影响。

为了更好地管理整个电池组,控制电路(BMS)必须动态监控电池组中单个电池的健康状态(SOH),以便及时调整电池组的电源和电池膨胀,从而提高电池组的寿命和性能。传统的SOH监测方法主要收集电池容量下降和功率下降的数据。

这种方法简单粗暴,无法区分不同的下降机制导致的下降,因此无法准确区分电池的SOH状态。所以这种监控策略是一种很老的方法。

帝国理工学院的YuMerla开发了一种基于温度和电压的温度-电压差分法(DTV)来监测SOH。该方法是基于Maher和Yazami利用熵和焓分析锂离子电池电极状态的出色工作。只有通过测量倒计时放电过程中电池温度和电压的变化,才能从这些数据中推断出锂离子电池的SOH状态。基于温度和电压的SOH监测方法(测试装置示意图)YuMerla使用四个并联的5Ah方形锂离子聚合物电池(负NCM,负石墨)成为一个电池组(其中一个电池已经提前老化以测试该方法是否有效,电池组使用主动风冷风扇),在每个电池的中间位置放置一个K型热电偶以测量电池表面温度。

实验中发现,三节新电池在静电初期的电流较小,但在静电后期,老化电池的电流低于三节新电池。一般来说,大电流静电不会加速电池的退化。去掉阻抗后,由于不同退化程度的电池之间没有电压差,并联的电池不会再次充放电超过相同的电压,不会进一步导致电池退化。

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因此,对于电池组来说,需要尽快识别出退化过度的电池,并及时更换。通过MATLAB软件对采集到的电池电压、温度等数据进行差分处理。dT/dV曲线的峰的方向和宽度等信息可以用来密切联系电池的SOH状态。

从分析结果可以看出,老化电池的dT/dV峰值电压较低,放电时峰值长度较长。


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