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除了做好每一節電池單體以外,我們還可以……

其實對電池領域稍有關注的人都知道,電池的發展落後於電子信息工業的其它領域太多了,摩爾定律完全不適用的,以至於跟朋友聊天的時候,劉博士常常直接把責任攬過來說,「對,都是我們(做電池的)的錯」。

當然了,受至於電化學本身的基礎特性,在今後的幾年內,實用的電池可能很難會有突破性的進展(那種動輒翻一番的新聞基本都是扯……)。大家可能吐槽欲無限:我們希望電池能多撐一會,就沒什麼希望了么?

有。

1,當然是把每一節電池做的更好,代表其實就是松下的18650,這個其實我們也就不用再多說了。

2,就是從電池管理系統(BMS)方面做文章。傳統的電動汽車,都是選擇N並N串的模式做的BMS。這種系統,對於電池的一致性要求非常高。雖然也有電池容量均衡等技術,但是根本上的要求還是電池做的一致性儘可能好。所以你會看見對細節工藝控制到極致的日本人,電池做的最好。以及有一個著名的故事:如果你用電池測試儀器測兩節松下的18650,如果測出的曲線不一樣,你首先應該懷疑的是兩個通道沒校準好,而不是兩節電池性能不同。

其實小編今天想說,我們還有一種選擇:

3, SOFTWARE DEFINED BATTERY,SDB,微軟公司在開發的技術,即「軟體定義電池」,其實通俗的說,就是一種電池的管理控制模式,但是很智能,而且支撐不同容量、種類電池的共同應用,相比起傳統BMS的剛性聯接,對一致性的苛刻要求,要人性化的多了~

這幅圖就是SDB的一個架構示意圖,可以看出,該系統主要有三部分:

1)電池,可以支持具有不同化學性質電池一起工作,比起傳統電池的嚴格一致性否則容易安全出問題,真是貼心的多了呢~

2)硬體部分,使用成本不高的晶元,充放電控制系統,實現對於每節電池的單獨管控,而且也是統一調配,根據需求,不同電池的工作情況都可以靈活的調整

3)軟體部分,可以有操作系統OS,讓我們像管理信息一樣來處理能量,決定電池的使用策略,什麼時候想省電,什麼時候費電,什麼時候想快點充應付突發情況。這個系統的另一大優勢在於,具有一定的學習和智能化功能。

A 比如基於演算法,決定電池的充放電策略

B 比如學慣用戶的用能習慣,自動設計用電效果/電池壽命最優的充放電策略

C 比如根據組合的電池種類不同,決定電池怎麼用,搭配效果更好。

SDB支持的電池:柔性全固態,普通鋰離子,電容。。。。都不在話下。

那,劉博士舉個例子?

比如IWATCH,電池續航捉急啊真是……畢竟你放不進大電池呢。

所以,用全固態柔性電池做的錶帶,可以有效提高續航(HOORAY)

但是呢!柔性全固態電池內阻高,非常不適合大功率高倍率放電!

如果你在這時候還用傳統的電池管理方法,兩塊電池一樣的放電,那對於我們的柔性全固態電池的傷害就太大了(這玩意目前還是很貴的)。

解決方案:手錶也有高功耗(比如跑步計步等)和低功耗的時刻,利用SDB系統,在跑步等高功耗時優先使用內置鋰離子,平時普通時刻用全固態,讓他們各司其職,各取所長,取長補短。而且「普通」與「高功耗」的時刻,是可以靠軟體系統自己來智能識別,學習出的,比如下圖:

使用SDB 優化的POLICY 2,可以把工作時間從18小時(POLICY 1 )延長到19.2小時。

其實說通俗了,就是發揮各種電池的優點,互相取長補短咯~

什麼?你覺得好像也沒什麼效果?這麼說吧,電池目前的技術進步,積跬步的其實都是踏實的良心之作,大幅提升的新聞,其實基本都是離工業化有點遠的東西~

另外,對於許多用兩塊電池的電子產品,比如平板電腦2合1,使用SDB也可以優化兩塊電池的充放電模式,減小損耗(比如說平攤電流,那麼P=I2R變小,損耗就自然降低咯)

等等等等。

最後還要小聲說一句,TESLA也在關注這項技術~

好了,更新一篇,忙別的去鳥~

參考文獻

[1] Badam, Anirudh, et al. "Software defined batteries." Proceedings of the 25th Symposium on Operating Systems Principles. ACM, 2015.


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