德國高校推出新型模塊化電池技術

在法蘭克福車展上，卡爾斯魯厄理工學院（以下簡稱KIT）通過電動公交車展示了模塊化電池技術的新概念，該技術可以提高電動公交車上電池能量的利用效率。用于顯示器的電動巴士是德國聯邦經濟和技術部資助的研究項目Competence E的研究成果。

展覽的核心裝置是一套驅動機構，由高轉矩電機、高壓電路、電池管理系統和模塊化鋰電池系統組成。在展覽期間，這輛用于道路測試的電動巴士提供了幾種不同的電動驅動機構設計。

模塊化電池系統

模塊化電池系統是驅動機構中最重要的部分，也是該技術的基礎。模塊化電池系統由電池單元組成的扁平電池組件組成，可以根據人們的需求組合成不同的尺寸和性能。電池模塊化技術，或者更準確地說，扁平電池組件可以根據需要具有不同的電池容量、電壓和尺寸。每個扁平電池組件的電池單元的數量和長度可以不同。

這種靈活定制的優點是，只要最終的總輸出電壓不超過60伏（14個電池單元），就可以自行維護，超過60伏的部件必須由受過專門訓練的人員進行維護。此外，由于可以控制模塊中電池單元的數量，因此可以在內部空間很小的設備中使用小型扁平電池模塊。

只要扁平電池組件具有相同的尺寸，它們就可以繼續集成到電池組中。得益于自適應連接技術，在電池組中，扁平電池組件的連接模式可以是串聯、并聯或串聯和并聯的混合。如果你想建立一個大規模的分布式電池系統，比如固定儲能系統，你可以連接多個這樣的電池組。

由于電池芯中的導體易于接近，可以應用自動組合處理技術，也可以使用插入式和夾式充電方法。這兩種充電模式是目前的主流模式。冷卻劑流經與導體相鄰的冷卻管，以冷卻帶電導體。帶電導體和冷卻管安裝在電池組內部，與電池組外殼保持一定距離，遠離電池組可能被撞擊的區域，以確保電池組中的電池單元在被撞擊時能夠吸收大部分沖擊能量，從而最大限度地減少對帶電導體和冷卻管的損壞并避免安全事故。

電池組還可以通過覆蓋在電池單元外表面上的一層加熱墊來加熱電池單元。當溫度低于5℃時，電池單元將無法充電，因此加熱墊將派上用場。在電池的充電和放電過程中，電池單元的體積會發生變化，因此在電池組中安裝了均勻的可壓縮泡沫層，以調整電池組的尺寸，從而確保電池組的安全。泡沫層填充在兩個模塊的相鄰電池單元之間，可以增加摩擦，防止電池單元滑動，減少導體上的機械應力，并使應力均勻分布在扁平電池模塊之間。

通過調整扁平電池組件的尺寸和數量，模塊化電池組可以適應不同尺寸的各種型號的安裝空間。顯示器上的電動公交車使用的電池管理系統和變速器控制系統可以根據安裝的電池組和其他附件的性能限制來調整公交車的運行狀態。

電動巴士展示的是實物。

電動公交車由同步電機驅動，同步電機產生的扭矩通過差速器傳遞到后輪，從而推動汽車向前行駛。在模塊化電池組輸出的直流電壓為650V的情況下，該傳輸系統的最大輸出功率可達160千瓦，這使電動公交車能夠在平坦的道路上以每小時107公里的最高速度行駛。

低速下持續的高扭矩輸出可以使總重量為9噸的電動客車以最高25公里/小時的速度爬坡15%的坡度。盡管研究人員設計的模塊化電池組最終版本的輸出直流電壓可以達到750V，但在第一階段，t……

模塊化電池組設置為450V，這限制了電池組的工作電流，從而影響了同步電機的最大輸出功率。

為了驅動同步電機，模塊化電池組的恒定電流通過逆變器轉換為三相交流電。模塊化電池組除了為電力系統供電外，還可以通過配電裝置與一些高壓輔助設備連接，然后使用高壓到低壓的直流電壓轉換器將高壓直流轉換為低壓直流，為電動總線上的制動設備、冷卻泵、風機和控制設備供電。

汽車的車輛控制系統可以與其他控制系統（如電池管理系統和電機控制系統）交換數據，并可以將駕駛員的操作（油門和制動踏板的位置變化）轉換為電動驅動裝置的扭矩需求。扭矩需求由電池組的性能決定。

KIT希望通過此次展覽驗證模塊化電池組的創新潛力，并通過模擬運行環境中的實驗分析模塊化電池包與電動公交車上其他部件之間的相互作用。

能力E

能力E項目涵蓋了從制造電池的材料到電動驅動器的所有相關研究內容。隨著開放式電池電動汽車驅動技術平臺和固定儲能系統的發展，該項目的研究重點已轉向模塊化電池組的工業應用和生產過程。

據估計，到2018年，得益于上下游產業鏈的整合，一個能量密度為250 WHr/kg的電池系統的生產成本預計約為2100元/kWh。在法蘭克福車展上，卡爾斯魯厄理工學院（以下簡稱KIT）通過電動公交車展示了模塊化電池技術的新概念，該技術可以提高電動公交車上電池能量的利用效率。用于顯示器的電動巴士是德國聯邦經濟和技術部資助的研究項目Competence E的研究成果。

展覽的核心裝置是一套驅動機構，由高轉矩電機、高壓電路、電池管理系統和模塊化鋰電池系統組成。在展覽期間，這輛用于道路測試的電動巴士提供了幾種不同的電動驅動機構設計。

模塊化電池系統

模塊化電池系統是驅動機構中最重要的部分，也是該技術的基礎。模塊化電池系統由電池單元組成的扁平電池組件組成，可以根據人們的需求組合成不同的尺寸和性能。電池模塊化技術，或者更準確地說，扁平電池組件可以根據需要具有不同的電池容量、電壓和尺寸。每個扁平電池組件的電池單元的數量和長度可以不同。

這種靈活定制的優點是，只要最終的總輸出電壓不超過60伏（14個電池單元），就可以自行維護，超過60伏的部件必須由受過專門訓練的人員進行維護。此外，由于可以控制模塊中電池單元的數量，因此可以在內部空間很小的設備中使用小型扁平電池模塊。

只要扁平電池組件具有相同的尺寸，它們就可以繼續集成到電池組中。得益于自適應連接技術，在電池組中，扁平電池組件的連接模式可以是串聯、并聯或串聯和并聯的混合。如果你想建立一個大規模的分布式電池系統，比如固定儲能系統，你可以連接多個這樣的電池組。

由于電池芯中的導體易于接近，可以應用自動組合處理技術，也可以使用插入式和夾式充電方法。這兩種充電模式是目前的主流模式。冷卻劑流經與導體相鄰的冷卻管，以冷卻帶電導體。帶電導體和冷卻管安裝在電池組內部，與電池組外殼保持一定距離，遠離電池組可能被撞擊的區域，以確保電池組中的電池單元在被撞擊時能夠吸收大部分沖擊能量，從而最大限度地減少對帶電導體和冷卻管的損壞并避免安全事故。

電池組還可以加熱電池……

lls穿過覆蓋在電池單元外表面上的一層加熱墊。當溫度低于5℃時，電池單元將無法充電，因此加熱墊將派上用場。在電池的充電和放電過程中，電池單元的體積會發生變化，因此在電池組中安裝了均勻的可壓縮泡沫層，以調整電池組的尺寸，從而確保電池組的安全。泡沫層填充在兩個模塊的相鄰電池單元之間，可以增加摩擦，防止電池單元滑動，減少導體上的機械應力，并使應力均勻分布在扁平電池模塊之間。

通過調整扁平電池組件的尺寸和數量，模塊化電池組可以適應不同尺寸的各種型號的安裝空間。顯示器上的電動公交車使用的電池管理系統和變速器控制系統可以根據安裝的電池組和其他附件的性能限制來調整公交車的運行狀態。

電動巴士展示的是實物。

電動公交車由同步電機驅動，同步電機產生的扭矩通過差速器傳遞到后輪，從而推動汽車向前行駛。在模塊化電池組輸出的直流電壓為650V的情況下，該傳輸系統的最大輸出功率可達160千瓦，這使電動公交車能夠在平坦的道路上以每小時107公里的最高速度行駛。

低速下持續的高扭矩輸出可以使總重量為9噸的電動客車以最高25公里/小時的速度爬坡15%的坡度。盡管研究人員設計的模塊化電池組最終版本的輸出直流電壓可以達到750V，但在第一階段，模塊化電池包的輸出直流電電壓被設置為450V，這限制了電池組的工作電流，從而影響了同步電機的最大輸出功率。

為了驅動同步電機，模塊化電池組的恒定電流通過逆變器轉換為三相交流電。模塊化電池組除了為電力系統供電外，還可以通過配電裝置與一些高壓輔助設備連接，然后使用高壓到低壓的直流電壓轉換器將高壓直流轉換為低壓直流，為電動總線上的制動設備、冷卻泵、風機和控制設備供電。

汽車的車輛控制系統可以與其他控制系統（如電池管理系統和電機控制系統）交換數據，并可以將駕駛員的操作（油門和制動踏板的位置變化）轉換為電動驅動裝置的扭矩需求。扭矩需求由電池組的性能決定。

KIT希望通過此次展覽驗證模塊化電池組的創新潛力，并通過模擬運行環境中的實驗分析模塊化電池包與電動公交車上其他部件之間的相互作用。

能力E

能力E項目涵蓋了從制造電池的材料到電動驅動器的所有相關研究內容。隨著開放式電池電動汽車驅動技術平臺和固定儲能系統的發展，該項目的研究重點已轉向模塊化電池組的工業應用和生產過程。

據估計，到2018年，得益于上下游產業鏈的整合，一個能量密度為250 WHr/kg的電池系統的生產成本預計約為2100元/kWh。

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