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新的充电算法可以延长电动汽车的电池寿命

时间：2022-03-30 14:16:48 来源：

一种新的充电算法可以延长美国第一台全电动，电池供电的机车的电池寿命。

就像汽车电池一样，诺福克南方铁路999号电池也可以充电，直到它们最终没电为止。铅酸电池损坏和死亡的主要原因是硫酸盐化，硫酸盐是由于频繁充电和放电而导致硫酸铅累积而导致的电池退化。

工程师将铅酸电池的电池容量增加了41％，将诸如为诺福克南方铁路999号供电的电池增加了30％。（信用：迈克尔·贝斯拉（Penn State）

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在最近的一项研究中，研究人员正在寻找改善常规电池管理实践的方法。这些方法必须是非破坏性的，简单且便宜的-使用尽可能少的传感器，电子设备和支持硬件，同时仍然能够有效地识别和减少硫酸盐化。

宾州州立大学机械工程学教授克里斯托弗·拉恩（Christopher Rahn）说：“我们想扭转硫酸盐的作用，使电池恢复活力，并使电池恢复活力。”

Rahn与机械工程研究助理Ying Shi和Christopher Ferone一起将铅酸电池循环了三个月，其方式与在机车中使用的方式相同。

他们使用了一种称为电阻抗谱和完全充电/放电的过程来确定主要的老化机理。通过这种方式，研究人员确定了六个电池单元之一中的硫酸化。

然后，他们设计了一种充电算法，该算法可以给电池充电并减少硫酸盐的侵蚀，但也能够在其他形式的降解发生之前停止充电。

该算法成功恢复了死细胞并增加了总容量。研究人员在最新一期的《电源杂志》上报告了他们的研究结果，然后将电池与新电池进行了比较。

“我们对其进行了脱硫，并提高了其产能，” Rahn说。“我们并没有一直将其增加到全新的状态。我们无法做到这一点，但确实获得了很大的推动。”

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研究人员将电池容量增加了41％，将整个电池容量增加了30％。如果硫酸盐是唯一起作用的老化机理，则可能会产生更好的结果，但是研究人员发现其他因素也会降低容量。

“我们确定的其他一些细胞可能存在失水问题，” Rahn说。“对于这些类型的电池，您无能为力。”

可能损坏铅酸电池的其他机制包括正极腐蚀，不可逆的硬硫酸化，正极软化或脱落，电解质分层，内部短路和机械损坏。

研究人员现在正在开发替代模型来代替电阻抗谱模型，该模型将允许在尚未出现硫酸化作用的电池中充电直至但不能过去进行硫酸化作用，以期从一开始就防止这种情况发生。

“您将尽可能快地充电，当您看到放气开始时就可以充电，然后降低并降低电流充电，” Rahn说。“它仍然与退化有关，但实际上不再是复兴项目。”

宾夕法尼亚州立大学和诺福克南方分校在22个州运营21,000英里，在2008年开始研发999号机车，以评估电池技术在铁路动力中的应用，尤其对节能和减排感兴趣。美国能源部资助了这项研究。

通过。珍妮弗·斯瓦尔斯


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