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电动汽车电池寿命短?最新充电技术解难题

Sue Xiao

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最新充电技术能够延长锂离子电池组的使用寿命。

斯坦福大学的研究人员发明了一种新方法,可以使锂离子电池组的使用寿命更长,并减少快速充电带来的损耗。

该研究发表在11月5日的《IEEE控制系统技术汇刊》(IEEE Transactions on Control Systems Technology)上,展示了如何积极管理流经电池组中每个电池的电流量(而不是均匀地传递电荷),可以最大限度地减少磨损。这种方法能够有效地保持电池寿命。

此前大多数延长电动汽车电池寿命的努力都集中在改进单电池的设计、材料和制造上,其前提是,就像链条上的环节一样,电池组的性能取决于最薄弱的电池。新的研究认为,虽然薄弱环节是不可避免的,但如果根据每个电池的独特容量来调整充电率,就可以避免故障。

Onori是斯坦福杜尔可持续发展学院的能源科学工程(energy science engineering at the Stanford Doerr School of Sustainability)助理教授,他说:“如果处理不当,电池间的异质性会影响电池组的寿命、健康和安全性,并导致电池组早期故障。我们的方法平衡了电池组中每个电池的能量,使所有电池以平衡的方式达到最终的目标充电状态,提高了电池组的寿命。”

用该模型进行的模拟表明,现代电池组可以通过包含其组成单元之间的差异来优化和控制。Onori和他的同事们设想,他们的模型在未来几年将被用于指导电池管理系统的开发,该系统可以很容易地部署在现有的车辆设计中。

“受益的不仅仅是电动汽车,”Onori说,“几乎任何‘非常强调电池组’的应用都可以在新研究结果的指导下得到更好的应用管理。以类似无人机的电动垂直起降飞机(eVTOL)为例,一些企业家希望在未来10年里,它能作为空中出租车运营,并提供其他城市空中机动服务。不过,可充电锂离子电池的其他应用也很受欢迎,包括通用航空和可再生能源的大规模存储。锂离子电池已经在很多方面改变了世界,重要的是,我们要尽可能多地从这种革命性的技术及其后续技术中获益。”

该研究论文题为"Extending Life of Lithium-Ion Battery Systems by Embracing Heterogeneities via an Optimal Control-Based Active Balancing Strategy",已发表在IEEE Transactions on Control Systems Technology上。主要作者为斯坦福大学教授、资深研究作者西蒙娜·奥诺里。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:DOI: 10.1109/TCST.2022.3215610

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