工程师为更便宜 更持久的电池组创建解决方案

托莱多大学的一名电气工程师由于医院缺电而几乎在非洲女孩身亡，他开发了一种新的储能解决方案，使电动汽车，卫星，飞机和电网的电池组使用寿命更长，费用更高。减。

称为双层均衡器的新技术是第一款将有源均衡器的高性能与无源均衡器的低成本相结合的混合器。

“这是一个改变游戏规则的因素，因为我们解决了锂离子电池存储中存在数百个电池的弱电池问题，”UT电气工程技术助理教授Ngalula Mubenga博士说。“每当我们谈论电池时，我们都在讨论串联连接的电池。随着时间的推移，电池不能平衡并受到电池中最弱电池的限制。”

在双层均衡器之前，电池制造商和汽车制造商使用无源电路(其耗电量更大)或有源电路(其价格高出10倍)来平衡大型电池组中的电池电压。

“尽管损失很大，但在大多数应用中都使用无源均衡器，因为它们相对简单且成本低，”Mubenga说。

在Mubenga的新技术中，细胞分为几个部分。该部分中的每个单元由无源均衡器平衡，而整个部分由有源均衡器平衡。

“如果电池中有120个电池，将电池分成10组，每组12个，”Mubenga说。“那么你只需要9个有源均衡器单元和120个无源均衡器单元使用双层均衡器。对于电流有源均衡器，制造商必须使用120个有源均衡器。对于不能仅使用有源均衡器的制造商，双层均衡器是问题的解决方案。“

实验表明，双水平均衡器将锂离子电池的放电容量提高了约30%，并且由于电池平衡，电池组的使用寿命更长。

“而不是电动汽车的电池仅持续四年，它将持续更长时间，”Mubenga说。

他们的团队正在向制造商授权混合均衡器和改装套件。该研究最近发表在国际期刊Batteries上。项目资金由俄亥俄州I-Corps计划和Ohio Third Frontier计划提供。

Mubenga计划于3月7日星期三下午2点在克利夫兰亨廷顿会议中心举行的高级设计与制造博览会上展示他们的新专利技术，题为“降低E / HV和电网应用的能源储存成本”用于大型锂离子电池的双层均衡器。“

Mubenga了解改变生活的电力。当她17岁在她的祖国非洲刚果民主共和国时，由于医院没有电源，她在阑尾爆裂后等了三天手术。

“我住在一个名叫基奎特的小镇，远离大而美丽的首都金沙萨，”穆本加说。“我病得很重，医生需要做手术，但他们找不到任何气体打开发电机。三天，我的生活依靠电力。我在祈祷。我不能吃。我决定是否我让它活着，我会努力找到一个解决方案，这样人们就不会因缺电而死亡。“

医院找到燃料为发电机供电，医生做了手术，Mubenga幸免于难。

她于2000年开始在UT工程学院学习可再生能源，并获得电气工程学士学位，硕士学位和博士学位。在俄亥俄州获得专业工程师执照后，她继续创立了一家名为SMIN Power Group的公司，该公司在整个刚果民主共和国的社区开发和安装太阳能系统。

“我的热情很深，”穆本加说。“在像基奎特这个小镇这样的地方，如果你有太阳能，就可以拥有电力并拯救生命。”

促使Mubenga研究动机的另一个因素是她的祖国和锂离子电池之间的联系。

“今天电子产品的大部分矿物都是在刚果民主共和国开采的，”Mubenga说。“刚果民主共和国是世界上钴，铜，金，钻石，钽和锡的主要生产国。事实上，刚果民主共和国拥有世界上约50%的钴储备，这是一种以前的矿物质。制造锂离子电池。“