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)了一種新的儲能解決方案，使電動汽車，衛(wèi)星，飛機和電網(wǎng)的電池組使用壽命更長，費用更高。減。

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

“這是一個改變游戲規(guī)則的因素，因為我們解決了鋰離子電池存儲中存在數(shù)百個電池的弱電池問題，”UT電氣工程技術助理教授Ngalula Mubenga博士說。“每當我們談論電池時，我們都在討論串聯(lián)連接的電池。隨著時間的推移，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源電路(其耗電量更大)或有源電路(其價格高出10倍)來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)應用中都使用無源均衡器，因為它們相對簡單且成本低，”Mubenga說。

在Mubenga的新技術中，細胞分為幾個部分。該部分中的每個單元由無源均衡器平衡，而整個部分由有源均衡器平衡。

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

實驗表明，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。

“而不是電動汽車的電池僅持續(xù)四年，它將持續(xù)更長時間，”Mubenga說。

他們的團隊正在向制造商授權混合均衡器和改裝套件。該研究最近發(fā)表在國際期刊Batteries上。項目資金由俄亥俄州I-Corps計劃和Ohio Third Frontier計劃提供。

Mubenga計劃于3月7日星期三下午2點在克利夫蘭亨廷頓會議中心舉行的高級設計與制造博覽會上展示他們的新專利技術，題為“降低E / HV和電網(wǎng)應用的能源儲存成本”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。當她17歲在她的祖國非洲剛果民主共和國時，由于醫(yī)院沒有電源，她在闌尾爆裂后等了三天手術。

“我住在一個名叫基奎特的小鎮(zhèn)，遠離大而美麗的首都金沙薩，”穆本加說。“我病得很重，醫(yī)生需要做手術，但他們找不到任何氣體打開發(fā)電機。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，我會努力找到一個解決方案，這樣人們就不會因缺電而死亡。“

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

她于2000年開始在UT工程學院學習可再生能源，并獲得電氣工程學士學位，碩士學位和博士學位。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，該公司在整個剛果民主共和國的社區(qū)開發(fā)和安裝太陽能系統(tǒng)。

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

促使Mubenga研究動機的另一個因素是她的祖國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開采的，”Mubenga說。“剛果民主共和國是世界上鈷，銅，金，鉆石，鉭和錫的主要生產(chǎn)國。事實上，剛果民主共和國擁有世界上約50%的鈷儲備，這是一種以前的礦物質。制造鋰離子電池。“