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快速检测新能源汽车电池退化情况 为电池二次使用保驾护航

时间:2022-01-28作者:专家委点击:180

仪表网 仪表产业】导读:近年来,我国生态文明建设不断加强,“双碳”目标随之提出,清洁能源应用范围进一步扩大,人们的生活、出行方式也受到新能源的影响。当前,新能源汽车购买力不断增强,逐渐成为我国汽车建设的“火车头”。
 
  支撑新能源汽车的核心是电池,其中锂离子电池凭借优良性能,成为新一代电动汽车理想动力源。然而电池面临着性能退化、供电力不足的问题,引起这些问题原因之一就是过充电。因此,若能快速诊断过充电带来的退化故障,则可以准确判断电池性能的优劣,并决定是否将其再次投入启用或销毁。
 
  近日,由哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院无线电能传输技术研究所助理教授徐佳宁,以及正在英国利兹大学电子电气工程学院研修深造的哈工大电测技术和智能控制研究所曹天傲博士等人组成的科研团队,针对新能源汽车电池退化检测进行研究,其研究成果《磷酸铁锂电池过充电导致的加速退化故障之快速诊断方法》发表在专业期刊《储能杂志》上。
 
  锂离子电池具有无污染、储能大、重量轻、功率大等特点,是电动车上主要动力源。当前电动汽车市场中,磷酸铁锂电池使用较多锂离子电池,其价格低廉,同时热稳定性和安全性较好,成为小型电动汽车和插电式混合动力汽车动力电池的多选。
 
  然而,再好的产品也面临着一些问题。受锂电池安全性、循环寿命等性能限制,电池性能退化是大问题。一方面,电池容易自然老化,另一方面过度充电等不良操作加速电池性能退化,酿成电池故障。
 
  虽然退化并非“无药可治”,但还需检测判断其是否能用。如果电池性能退化不严重,还可以通过高性能电池的二次利用技术,处理电动汽车废旧电池,既避免了能源浪费,又降低了汽车成本。
 
  然而在此之前,检测判断电池退化状况和性能是一道难关。该研究团队提出了一种加速退化故障的快速诊断方法,专门针对由于加速退化故障导致电池性能快速退化以及是否能在二次使用等问题。
 
  检测加速退化故障引起的充电电压接近上限的异常变化,分析机理,发现后端电压异常变化与故障机理具有确定性对应关系。接着,根据特定的后端电压变化,提出一种新的故障特征,即后端电压变化率的快慢。为可靠计算这种电压变化率快慢,根据全电压组成确定后端电压的获取方法,建立模型以平滑后端电压数据。最后,通过大量报废电池对所提出的加速退化故障诊断方法进行验证。
 
  该研究提出的加速退化故障诊断方法结合了内部机理和外部电压特性,且仅使用部分充电电压即后端电压,因此保证了更好的可靠性和效率。该方法即使在丢失历史驾驶数据情况下,也能准确实现加速退化故障识别,为电池保驾护航的同时延申新能源汽车的耐用性,推动新能源汽车产业不断向前发展。

(来源:仪器仪表网 )