弗劳恩霍夫IFAM研发动态阻抗谱技术 实时掌控电池状态
2025-08-04 08:57
来源:弗劳恩霍夫协会
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强大且安全的电池是电动汽车成功的关键,测量电池容量和状态至关重要,阻抗谱法是获取更多信息的测量方法。阻抗通过电流和电压关系计算得出,能提供电池荷电状态信息,有助于推断其健康状况和安全状态。但收集必要数据需耗时测量分析,且此前阻抗测量只能在静止状态下进行,通常要20分钟才能获得所需数据。

在Fabio La Mantia领导下,弗劳恩霍夫IFAM研究人员进一步开发了该方法。动态阻抗谱技术首次能计算电池运行过程中的状态测量值,并实时提供数据。通过这种方式获取的信息,不仅能提供简单的充电容量或剩余工作时间数据,还能详细、准确、深入描述电池内部状态,预测单个电池的潜在寿命。现有电池充电状态显示器虽也会持续测量,但提供信息少、响应慢、准确性低。

“动态阻抗谱技术为优化电池管理开辟新可能,延长电池寿命,也为电池在安全关键型应用领域的应用铺平道路。”该项目负责人Hermann Pleteit解释道。

这种创新方法中,放电或充电电流与多频测试信号叠加,不同频率可推断电池内部某些组件或过程状态。电流和电压的响应信号每秒测量高达一百万次,所有数据流入同时运行的数据处理系统,软件程序据此计算阻抗值演变,推断电池单元状态。为在高分辨率测量产生海量数据情况下实时获得结果,弗劳恩霍夫研究人员开发算法,能在分析前显著减少数据量且不丢失相关信息。

利用阻抗数据,电池管理系统有诸多优势。行驶过程中,它能立即记录某个电池单元局部过热情况,直接关闭该单元或降低功率,消除对传统温度传感器的需求,防止电池单元受损。电动汽车充电器也可借此决定充电方式,短暂停留时快速充电且确保安全,长时间充电则以较慢速度充电以减少磨损、延长寿命。

对于风能或光伏等可再生能源供应商,借助弗劳恩霍夫技术,他们可获得稳定的电池模块系统并随时控制。实时监控电池状态还有望在安全关键场景中应用,如环保型电动飞机和航运业已对该技术表现出浓厚兴趣。

此外,阻抗谱法不仅适用于常见的锂离子电池,还可应用于固态电池、钠离子电池、锂硫电池或任何其他未来技术。

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