支撐新能源汽車的核心是電池,其中鋰離子電池憑借優(yōu)良性能,成為新一代電動汽車理想動力源。然而電池面臨著性能退化、供電力不足的問題,引起這些問題原因之一就是過充電。因此,若能快速診斷過充電帶來的退化故障,則可以準(zhǔn)確判斷電池性能的優(yōu)劣,并決定是否將其再次投入啟用或銷毀。
近日,由哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程及自動化學(xué)院無線電能傳輸技術(shù)研究所助理教授徐佳寧,以及正在英國利茲大學(xué)電子電氣工程學(xué)院研修深造的哈工大電測技術(shù)和智能控制研究所曹天傲博士等人組成的科研團隊,針對新能源汽車電池退化檢測進行研究,其研究成果《磷酸鐵鋰電池過充電導(dǎo)致的加速退化故障之快速診斷方法》發(fā)表在專業(yè)期刊《儲能雜志》上。
鋰離子電池具有無污染、儲能大、重量輕、功率大等特點,是電動車上主要動力源。當(dāng)前電動汽車市場中,磷酸鐵鋰電池使用較多鋰離子電池,其價格低廉,同時熱穩(wěn)定性和安全性較好,成為小型電動汽車和插電式混合動力汽車動力電池的多選。
然而,再好的產(chǎn)品也面臨著一些問題。受鋰電池安全性、循環(huán)壽命等性能限制,電池性能退化是大問題。一方面,電池容易自然老化,另一方面過度充電等不良操作加速電池性能退化,釀成電池故障。
雖然退化并非“無藥可治”,但還需檢測判斷其是否能用。如果電池性能退化不嚴重,還可以通過高性能電池的二次利用技術(shù),處理電動汽車廢舊電池,既避免了能源浪費,又降低了汽車成本。
然而在此之前,檢測判斷電池退化狀況和性能是一道難關(guān)。該研究團隊提出了一種加速退化故障的快速診斷方法,專門針對由于加速退化故障導(dǎo)致電池性能快速退化以及是否能在二次使用等問題。
檢測加速退化故障引起的充電電壓接近上限的異常變化,分析機理,發(fā)現(xiàn)后端電壓異常變化與故障機理具有確定性對應(yīng)關(guān)系。接著,根據(jù)特定的后端電壓變化,提出一種新的故障特征,即后端電壓變化率的快慢。為可靠計算這種電壓變化率快慢,根據(jù)全電壓組成確定后端電壓的獲取方法,建立模型以平滑后端電壓數(shù)據(jù)。最后,通過大量報廢電池對所提出的加速退化故障診斷方法進行驗證。
該研究提出的加速退化故障診斷方法結(jié)合了內(nèi)部機理和外部電壓特性,且僅使用部分充電電壓即后端電壓,因此保證了更好的可靠性和效率。該方法即使在丟失歷史駕駛數(shù)據(jù)情況下,也能準(zhǔn)確實現(xiàn)加速退化故障識別,為電池保駕護航的同時延申新能源汽車的耐用性,推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)不斷向前發(fā)展。