北京
新電池設計可將監測成本降低約35%，同時更早發現電池內部危險發熱。
德國研究人員開發出一種無需額外布線即可從電池內部傳輸信息的電池。這能讓電池更安全、成本更低。他們的研究表明，測量數據可以通過電池的標準電源端子傳輸，無需單獨的數據線纜。
基爾大學團隊將這一概念稱為“會說話的電池”，因為它利用充電和放電的同一套電子元件，分享來自電池內部的信息。這種方法能持續提供電池健康狀態更新，有助于電動汽車、家庭儲能以及大規模可再生能源系統。
透視電池內部
現代電池組包含許多單個電芯，但大多數溫度傳感器只貼在外部。這帶來一個難題：過熱通常從電芯內部開始，在表面能察覺之前就已發生，很難及早發現。
在電芯內部放置傳感器是可行的，但通常需要額外的電子元件和布線。這些多出來的零件會擠占本就緊密排布的電池空間，并使制造變得更復雜。
為解決這個問題，基爾大學研究人員設計了一種可裝入電芯內部的緊湊型電子電路。該電路將內部溫度傳感器的讀數轉換成數字信號，信號通過與充放電相同的端子傳出。
由于這套系統使用的是電池現有的電氣連接，因此不需要任何專用的通信布線。
現有硬件身兼兩職
該設計利用了電池管理系統中已有的組件，因此無需增加新的通信硬件。
“我們的工作是邁向智能電池的第一步，這種電池能持續監測并報告自身狀況，”Beiranvand說，“這能讓電池系統既更安全又更經濟。”
研究人員還估算，與傳統的電池監測方法相比，省去單獨的傳感器布線可降低約35%的系統成本。除了降低成本，簡化的設計還能在電池組內騰出更多空間，這在空間緊張時尤其有幫助。
不止是測量溫度
研究人員認為，未來版本的通信系統可以做得更小，甚至有一天能直接集成到電池材料中。由于傳感器從電池內部獲取信息，它們能幫助科學家更深入了解電池工作原理，并支持更先進的電池技術開發。
“原則上，這一概念并不局限于溫度傳感器，”該研究第一作者、電力電子教席的博士研究員Johannes Diers說，“壓力、氣體或其他類型的傳感器也能以完全相同的方式，從電池內部傳輸信息。”
橫跨儲能領域的潛在應用
該團隊相信，這項技術可以用于許多需要高性能電池的場合，包括電動汽車、風能和太陽能的大型儲能系統以及家庭備用電池系統。
如果這種通信方法進一步發展，就可以在無需增加更多布線的情況下，從內部持續監測電池。這將使電池運營者更早收到問題警告，降低硬件成本，并使未來的電池更易于制造。
這項研究發表在《通訊工程》期刊上。
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