去年四月,首款搭载EMIC电池系统的原型踏板车在位于圣塞巴斯蒂安德洛斯雷耶斯的Saft Batteries工业电池技术中心(CTBI)亮相。与此同时,该系统也在布鲁塞尔举办的电动出行专题活动中进行了展示。领先的电动出行车辆制造商对这项发明表示热烈欢迎,并已批准在其车辆上开展该系统的多项试验。.


这项创新的核心理念是“真正的便携性”。该系统本质上是将车辆的动力电池分成几个部分,使每个部分都易于单人搬运。例如,目前原型机展示的系统由两个电池盒组成,每个电池盒都能提供足够的能量,使车辆在城市环境中行驶约15公里,并满足车辆所需的所有加速和动力。安装两个电池盒后,车辆可以行驶30公里。而且每个电池盒的重量仅为2公斤。.


显然,能量大小,或者说车辆的续航里程,取决于电池的重量。因此,可以组装不同能量容量的电池组,以满足不同用户的续航需求。这带来了诸多优势,其中以下几点尤为突出:

这款电动摩托车可以不带电池出售,让每位买家根据自身需求选择最合适的电池容量。
电池组可以通过标准充电线连接车辆,在城市充电站进行充电;也可以将电池组从摩托车上拆下,在家中或办公室使用桌面充电器进行单独充电。
一辆摩托车即可满足多班次车队运营的需求。每个班次都配备与其续航里程需求相对应的电池组,并在下一班次开始时在车外进行充电,同时另一组电池组为下一个班次提供动力。
电池组可以组装成不同能量容量的型号;例如,可以生产续航里程为 15 公里、30 公里或 45 公里的电池组。在车辆的整个使用寿命期间,可以根据续航里程需求的变化,在同一辆车内组合使用不同尺寸和重量的电池组。

向前迈进一步 1目前设计的系统通过一张名为连接器的卡片将最多四个墨盒连接到车辆上。该连接器卡片的主要功能如下:

对每个电池组(BMS)进行独立的充放电管理。
基于外部因素(功率需求、外部温度等)对电池系统性能进行整体管理。
持续监控系统状态,并将警报和信息传输至车辆。
保护电池系统免受潜在的误用(过电压、过热等)。
数据存储用于确定电池健康状况并跟踪其使用寿命。

简而言之,该系统的运行基于锂离子电池系列中某些电化学系统的特征充放电曲线,电池的荷电状态可以通过开路电压相对容易地确定(见图1)。需要注意的是,并非所有锂离子电池系统都适用于EMIC系统。例如,那些充放电曲线非常平坦的电池,如基于LiFePO4正极的电池,就无法使用该系统进行管理(见图2)。.


值得注意的是该系统用于显示和管理电池健康信息的算法方法。每种电化学技术对特定信号的响应都表现出不同的行为特征。我们在CTBI开展的综合研究使我们能够将这些系统中常见的电压、温度和电流测量值与电池寿命关联起来,电池寿命对于本文所述的循环应用而言是一个特别有用的参数。.


向前迈进一步 3onestepforward31毋庸置疑,除了尺寸、形状和重量的多样性之外,该系统在电动汽车中的安装灵活性也令人印象深刻。电池可以分割成不同的部分(电池盒),每个部分都可以放置在车辆内的不同位置,例如平衡空气动力载荷,从而实现多种解决方案。最终,每个部分都需要通过一根简单的短电缆连接到连接器板,该连接器板将安装在摩托车内部的安全位置。想象一下,可以设计出多少种可能的配置。
此外,值得注意的是,锂离子电池根据其应用的不同而有不同的规格(图 3)。因此,有高容量、低功耗的电池型号,有专为高充放电电流设计的型号,有具有不同循环寿命的型号等等,所有这些都可以使用 EMIC 系统进行配置。换句话说,EMIC 系统不仅仅是一个用于小型电动汽车的电池系统;这项发明为多种应用打开了大门,在这些应用中,我们今天所知的电池是必要的,但由于各种原因,电池在安装和续航能力方面存在缺点。


最后,我还想强调EMIC系统能够轻松集成到智能电网中,这得益于它能够处理大量高质量的电池状态信息,并且能够使用不同的协议与复杂系统中的各种设备进行通信。这为未来电网的电池管理开辟了新的天地。.

作者:

Joaquín J. Chacón Guadalix,Saft Baterías SL 总经理.