研究人员创建更精确的电池模型 提高BEV续航里程

盖世汽车讯 锂离子电池等电化学电池对于减少温室气体排放具有重要意义。除了为汽车设计更好的电池外，研究人员还重点关注扩大纯电动汽车的应用范围。据外媒报道，埃因霍芬理工大学（Eindhoven University of Technology）博士生Feye Hoekstra从三个方面对纯电动汽车进行了研究，分别是：提高电池模型精度、改进状态评估和主动电芯平衡。

图片来源：埃因霍芬理工大学

在纯电动汽车（BEV）中，锂离子因其高能量密度存储能力而成为大多数电池的首选材料。虽然电池随着技术进步不断改进，但重要的是不仅要考虑制造更好的电池，还要考虑如何尽可能有效地使用这些电池，并尽可能增加电池的续航里程。 目前的主要挑战是确保所有电池在电流、电压和温度方面都保持在一定的安全范围内。否则，电池会迅速老化甚至爆炸。

续航里程面临的两大问题

安全限制很重要，但却会降低BEV的续航里程。首先，研究人员需要预测在不违反所有限制的情况下电池可以释放的能量，从而确定BEV的续航里程。研发人员是使用模型进行评估，但模型并不完美。除此之外，电池在使用过程中的反应始终未知。因此安全期间，研究人员会使用相对保守谨慎的评估，车辆的续航里程自然就更短。

第二个问题是电池包中的所有电芯都不同。对于新电池而言，这一问题影响不大，但随着时间的推移，电池中的某些电芯比其他电芯更快地老化，这一影响就会显著增加。由于电池包中电芯的互连结构，电池包的性能由最弱的电芯决定。因此，更强电芯中的一些能量仍未使用。这个问题还导致BEV的实际续航里程比理论预测的要低得多。

三个方面

针对上述两个问题，Feye Hoekstra在其博士论文中从三个方面进行了描述：提高电池模型精度、改进状态评估和主动电芯平衡。

首先，更好的模型可以更准确地预测电池在使用过程中的行为。此外，通过比较测量结果和模型预测，可以更好地了解电池内部发生的情况。

其次，这有助于更好地预估电池特定部分的当前状态。电池状态由于额外成本而无法测量，且也不会测量。改进状态评估方法很常见，但通过提高预测模型的准确性，改进状态评估法仍然会长期适用，并减少复杂计算。总体而言，这种方法对于大型电池包而言更容易使用且成本更低。

第三，主动平衡，即从一个电芯到另一个电芯的能量传输，可以通过使用来自更强电芯的能量提供给较弱电芯，使得采用电池包的BEV具有更长的续航里程。Hoekstra表示这可以将电池包的有效寿命延长约10%。

总之，Hoekstra的研究可实现更有效的建模，促进准确和有效的电池状态估计，并允许通过主动电芯平衡更有效地利用电池包中的可用能量。三者相结合可增加BEV的总续航里程，降低初始成本，并延长有效寿命。