如何掌控电池老化

电芯的老化速度取决于其使用和存储方式,以及电芯本身的特性。每款电芯各有不同。

电池老化决定着质保期限、续航里程以及系统何时可以交付验收。电芯老化速度取决于温度、荷电状态、电流、时间以及电芯本身特性。在量产开发中掌握老化规律,需要从项目第一天起将测试、仿真与正确的电芯及系统设计协同推进。

联系电池工程师
一个电芯在温度箱中经过多次循环老化,图表中已测容量数据点延伸至今,模型预测及其不确定性区间则延伸至遥远的未来,直至达到寿命终止点。

掌控电池老化:当前现状与 Batemo 的解决之道

目前,老化预测通常通过对数月循环测试和日历测试数据进行曲线拟合来实现。借助 Batemo,您可以从第一天起就将老化纳入考量,深入理解其驱动因素,并在物理机理层面为产品寿命声明提供可靠依据。

  1. 当前

    等待测试结果。

    老化测试往往需要数月乃至数年。在测试结束之前(通常是项目启动六个月后),系统设计均在缺乏老化估算的情况下进行。

    使用 Batemo Cell Model

    立即考虑老化问题。

    Batemo 的老化数据库涵盖 Batemo Cell Model Library 的电芯。通过从物理层面迁移在相同化学体系上的测量数据,Batemo 可立即对每个建模电芯给出老化评估。

    您的收益: 当前无需等待六个月的老化测试结束

  2. 当前

    只见衰退,不知原因。

    以吞吐量和时间拟合的容量曲线无法反映电芯内部的实际状况,决策因此缺乏依据。

    使用 Batemo Cell Model

    了解其背后的机理。

    Batemo 识别老化机制并将其纳入 Batemo Cell Model。您可以直观了解电芯的真实老化原因,并在您的系统中仿真其演变过程:包括 BMS、冷却系统及任意工况。

    您的收益: 已了解老化机制及其对您系统的影响

  3. 当前

    外推并寄希望于结果。

    所需的参数范围通常超出已测试条件,而这恰恰是拟合曲线可靠性最低的区域。

    使用 Batemo Cell Model

    超越测试范围。

    由于该模型基于老化物理机制,而非通用拟合,因此在测试条件范围之外的预测更为可靠。

    您的收益: 超越经过测试的工况,以及更可靠的寿命声明

  4. 当前

    迟迟无法签核。

    系统签发有待寿命验证数据,而验证数据又有待老化测试完成。

    使用 Batemo Cell Model

    更早完成签核。

    从一开始便对老化进行建模,寿命验证数据可更早就绪。在项目中,签署审批前可节省三至四个月的时间。

    您的收益: 更早项目提前三至四个月完成签收

一名工程师正在 Batemo 电池实验室中打开温度测试箱。

在测试箱中的月数

老化测试在温度箱中运行数月。在测试结束之前,系统设计只能在没有答案的情况下进行。

究竟是什么导致您的电芯老化?

老化的驱动因素并非时间本身。温度、静置时的荷电状态、充电强度与频率,共同决定电芯老化的速度。设置您自己的运行策略,查看哪个因素起主导作用。

实测批次差异

容量Ah

容量:来自同一批次 4 个单独测量的 muRata US18650-VTC4 电芯的分散性,均值 2.0749 Ah

内阻mΩ

内阻:来自同一批次 4 个单独测量的 muRata US18650-VTC4 电芯的分散性,均值 18.44 mΩ
  • ± 0.12 %容量 的分散性,4 节电芯,均值 2.0749 Ah
  • ± 2.22 %内阻 的分散性,4 节电芯,均值 18.44 mΩ
muRata US18650-VTC4 的批次差异,在 Batemo 实验室中测量所得。 查看电芯 ›
起始于
您正在查看的电芯
电芯在使用中所处的温度
°C
常用荷电状态范围
%
C

1 C充电可在一小时内充满电芯,2 C则需半小时。

计算方法另有 2 个输入项

六个驱动因素分别评分——温度范围、在高荷电状态下的停留时长、放电深度、充电倍率、放电倍率以及循环次数。每个因素均存在饱和效应:超过一定水平后,进一步增加对结果的影响趋于平缓。所选化学体系随后对每个驱动因素进行放大或缩小,且已处于高水平的因素权重更大,因为单一主导因素即可决定电芯寿命。快速充电还会根据最低温度设定一个下限:从25 °C 起,3 C至少对应高风险,4 C对应极高风险;在0 °C 及以下,1 C已属高风险,2 C为极高风险。LTO负极可承受更高的充电倍率,从5 C起才达到中等风险。最终结果为五个等级之一,从极低到极高。这是一种筛查,而非寿命预测:它告诉您应优先关注哪种机制,而非您能获得多少循环次数。

关于使用方式的更多信息

C

2 C 可在半小时内将电芯放电完毕。

起始条件:乘用电动汽车, 城市公交, 无人机, 储能。 典型工况曲线,来自 Batemo 电池工程师的参考数据。

一只手用触控笔指向气候箱的温度显示屏,读数为 25.0 °C。
储能系统出售时承诺多年使用寿命,其质保取决于对老化的理解程度。

关于电池老化的常见问题

什么是电池老化模型?

电池老化模型用于预测电芯随时间和使用过程中容量与功率的衰减规律。相关性模型通过拟合实测数据建立,适用于有数据支撑的场景。基于物理机理的老化模型则能识别衰减背后的机制,从而对未经测试工况下的老化电芯进行仿真。然而,目标并非单纯地对老化进行建模,而是尽快完成电池系统的定型并投入量产,同时确保不存在任何老化问题。这只有将测试与模型相结合才能实现,因为测试时间无法覆盖所需声明的全部使用寿命。正因如此,Batemo 的方法将测试与建模有机结合。

日历老化与循环老化有何区别?

循环老化源于充放电过程。日历老化在电芯静置期间发生,取决于温度、荷电状态和时间。对于一天中大部分时间处于静置状态的产品,日历老化可能占主导地位。测试方案必须同时涵盖两者,因为有利于其中一种的运行策略并不总是有利于另一种。

电池老化测试需要多长时间?

老化测试需要数月乃至数年,因为电芯必须经历您希望预测的实际磨损过程。加速测试可缩短时间,但会改变测试条件。典型测试矩阵通常力求在六个月内完成测试,这本身也带来一些问题。为加快进程,Batemo 老化数据库可立即提供初步估算,Batemo 可为您的结果提供参照背景。在此基础上,我们将提出测试方案,并建立测试与模型之间的最优关联,帮助您更早实现量产发布。

我能否对老化测试数据进行外推?

需谨慎使用。基于相关性的方法仅在数据拟合范围内准确,而实际所需范围通常超出已有数据。基于物理过程构建的模型在测试点之外仍具有意义。关键场景必须通过测试加以验证,因为其他方式均不可靠。

哪些工况会使电芯老化最快?

影响老化的六大因素:温度范围、高荷电状态持续时间、放电深度、充电倍率、放电倍率和循环次数。本页计算器将根据您的运行策略,对这些因素的老化风险进行从极低到极高的评级。这是一项筛查工具,而非寿命预测:它帮助您确定首先需要关注的因素。

Batemo 电芯模型的精度如何?

在198个经过验证的电芯中,模型中位偏差为0.8 %,以验证实验为基准进行测量。Batemo为其模型提供质量保证:如果您能找到一款精度更高的电池电芯模型,我们将全额退款。我们在本网站每个电芯页面上公布每个模型的精度,并为每个模型提供Excel报告,详细展示其在验证工况下的精度。

掌握电池老化的两种方法

如果您需要做出决策

请告知我们您需要满足的寿命要求。

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如果您需要数据

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