据外媒报道,弗劳恩霍夫制造技术与先进材料研究所(Fraunhofer IFAM)利用动态阻抗频谱技术,确定电池内的交流电阻。通过深入开发的方法,可以更准确地展示电池电芯的状况。
(图片来源:Fraunhofer IFAM)
据Fraunhofer IFAM介绍,这项技术使在运行过程中进行测量成为可能,可以实时反映性能。
在实际条件下,确定电池电芯的老化情况并不容易。然而,准确地描述运行中电芯的老化状态,是更好地了解电池的老化机制和延长其使用寿命的基础。这正是新测量方法所要实现的目标。
目前为止,精准测量电芯或电池包的工作,主要在实验室中进行。然而,实验室中的测量条件,通常与车辆本身不同。导致电池电芯老化的因素很多,包括储存温度、长期停放状态下的充电状态,最重要的是,充放电过程的历史纪录。
Fraunhofer IFAM表示:“在较长的时间范围内,存在很多不同的影响因素。因此,精准确定老化状态比较复杂,需要付出大量努力。现有方法要么基于仿真,简单地描述电池系统和衰退过程,要么基于对电池电芯循环寿命的实验推断。”
仿真建模的问题在于,需要详细了解每种电芯类型的所有必要过程,即使是未知或不明了的过程。此外,整个描述过程必须重复进行,以便将其转移到新的电芯化学中,这需要进行大量的工作。进行测量推断也是如此,必须对所描述的每种电芯类型和所有现有环境条件(温度、负载分布等)进行完整的测量工作。即使这样,电池内的温度分布等因素也没有考虑在内。
因此,弗劳恩霍夫的研究人员希望在“电芯化学知识有限”的情况下使用其模型。使用具有“记忆”效应的非线性行为数学模型(所谓的Volterra系列)描述电芯特性。这种方法的优点是,系统输出始终依赖于系统的输入,可以获得以前所有过程的记忆。对于描述老化过程来说,这是必不可少的。
关键的一步是测量电池电芯在使用过程中的动态阻抗,包括电芯的充放电过程。可以直接测量描述电芯行为的数学参数。Fraunhofer IFAM表示:“借助这种数学表示法,还可以将尚未测量的状态考虑在内,以便转移到其他环境条件和电池化学,例如评估全新的电池类型。”
通过这种方式,将来应该也可以记录固态电池。此外,可以直接在电池管理系统中实现这些功能,随时获得预测使用寿命的所有必要数据,而不需要额外的实验室工作。