工程師為更便宜 更持久的電池組創(chuàng)建解決方案

托萊多大學(xué)的一名電氣工程師由于醫(yī)院缺電而幾乎在非洲女孩身亡，他開發(fā)了一種新的儲(chǔ)能解決方案，使電動(dòng)汽車，衛(wèi)星，飛機(jī)和電網(wǎng)的電池組使用壽命更長(zhǎng)，費(fèi)用更高。減。

稱為雙層均衡器的新技術(shù)是第一款將有源均衡器的高性能與無(wú)源均衡器的低成本相結(jié)合的混合器。

“這是一個(gè)改變游戲規(guī)則的因素，因?yàn)槲覀兘鉀Q了鋰離子電池存儲(chǔ)中存在數(shù)百個(gè)電池的弱電池問(wèn)題，”UT電氣工程技術(shù)助理教授Ngalula Mubenga博士說(shuō)。“每當(dāng)我們談?wù)撾姵貢r(shí)，我們都在討論串聯(lián)連接的電池。隨著時(shí)間的推移，電池不能平衡并受到電池中最弱電池的限制。”

在雙層均衡器之前，電池制造商和汽車制造商使用無(wú)源電路(其耗電量更大)或有源電路(其價(jià)格高出10倍)來(lái)平衡大型電池組中的電池電壓。

“盡管損失很大，但在大多數(shù)應(yīng)用中都使用無(wú)源均衡器，因?yàn)樗鼈兿鄬?duì)簡(jiǎn)單且成本低，”Mubenga說(shuō)。

在Mubenga的新技術(shù)中，細(xì)胞分為幾個(gè)部分。該部分中的每個(gè)單元由無(wú)源均衡器平衡，而整個(gè)部分由有源均衡器平衡。

“如果電池中有120個(gè)電池，將電池分成10組，每組12個(gè)，”Mubenga說(shuō)。“那么你只需要9個(gè)有源均衡器單元和120個(gè)無(wú)源均衡器單元使用雙層均衡器。對(duì)于電流有源均衡器，制造商必須使用120個(gè)有源均衡器。對(duì)于不能僅使用有源均衡器的制造商，雙層均衡器是問(wèn)題的解決方案。“

實(shí)驗(yàn)表明，雙水平均衡器將鋰離子電池的放電容量提高了約30%，并且由于電池平衡，電池組的使用壽命更長(zhǎng)。

“而不是電動(dòng)汽車的電池僅持續(xù)四年，它將持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間，”Mubenga說(shuō)。

他們的團(tuán)隊(duì)正在向制造商授權(quán)混合均衡器和改裝套件。該研究最近發(fā)表在國(guó)際期刊Batteries上。項(xiàng)目資金由俄亥俄州I-Corps計(jì)劃和Ohio Third Frontier計(jì)劃提供。

Mubenga計(jì)劃于3月7日星期三下午2點(diǎn)在克利夫蘭亨廷頓會(huì)議中心舉行的高級(jí)設(shè)計(jì)與制造博覽會(huì)上展示他們的新專利技術(shù)，題為“降低E / HV和電網(wǎng)應(yīng)用的能源儲(chǔ)存成本”用于大型鋰離子電池的雙層均衡器。“

Mubenga了解改變生活的電力。當(dāng)她17歲在她的祖國(guó)非洲剛果民主共和國(guó)時(shí)，由于醫(yī)院沒(méi)有電源，她在闌尾爆裂后等了三天手術(shù)。

“我住在一個(gè)名叫基奎特的小鎮(zhèn)，遠(yuǎn)離大而美麗的首都金沙薩，”穆本加說(shuō)。“我病得很重，醫(yī)生需要做手術(shù)，但他們找不到任何氣體打開發(fā)電機(jī)。三天，我的生活依靠電力。我在祈禱。我不能吃。我決定是否我讓它活著，我會(huì)努力找到一個(gè)解決方案，這樣人們就不會(huì)因缺電而死亡。“

醫(yī)院找到燃料為發(fā)電機(jī)供電，醫(yī)生做了手術(shù)，Mubenga幸免于難。

她于2000年開始在UT工程學(xué)院學(xué)習(xí)可再生能源，并獲得電氣工程學(xué)士學(xué)位，碩士學(xué)位和博士學(xué)位。在俄亥俄州獲得專業(yè)工程師執(zhí)照后，她繼續(xù)創(chuàng)立了一家名為SMIN Power Group的公司，該公司在整個(gè)剛果民主共和國(guó)的社區(qū)開發(fā)和安裝太陽(yáng)能系統(tǒng)。

“我的熱情很深，”穆本加說(shuō)。“在像基奎特這個(gè)小鎮(zhèn)這樣的地方，如果你有太陽(yáng)能，就可以擁有電力并拯救生命。”

促使Mubenga研究動(dòng)機(jī)的另一個(gè)因素是她的祖國(guó)和鋰離子電池之間的聯(lián)系。

“今天電子產(chǎn)品的大部分礦物都是在剛果民主共和國(guó)開采的，”Mubenga說(shuō)。“剛果民主共和國(guó)是世界上鈷，銅，金，鉆石，鉭和錫的主要生產(chǎn)國(guó)。事實(shí)上，剛果民主共和國(guó)擁有世界上約50%的鈷儲(chǔ)備，這是一種以前的礦物質(zhì)。制造鋰離子電池。“