Hoje, as baterias de íon-lítio são usadas em todos os lugares. Quanto mais importante é medir com precisão o estado das células nas baterias, para que possam ser usadas mais completamente e enviadas para reciclagem somente em caso de desgaste completo. Porém, embora os sistemas de rastreamento do estado das células na digitação de baterias permaneçam longe do ideal, isso significa que você nunca sabe ao certo a verdadeira capacidade da bateria em seu laptop ou carro elétrico. Além disso, a época do ano e a temperatura ambiente contribuem para o grau dessa ignorância. Portanto, surpresas desagradáveis são possíveis.
Diferenças na coleta de parâmetros dos elementos da BMIC moderna (esquerda) e a nova proposta pela Panasonic (direita)
A Panasonic, juntamente com a Universidade de Ritsumeikan, desenvolveu e testou um esquema para medir e monitorar o parâmetro de células de íons de lítio nas baterias, como impedância eletroquímica. Este é um parâmetro importante da célula de íons de lítio, que permite determinar com precisão sua capacidade atual e residual, levando em consideração a temperatura de operação. A impedância eletroquímica é medida ao passar através de um elemento de corrente alternada, enquanto a impedância normal (resistência ôhmica) é medida ao passar corrente direta.
Para uma medição precisa da impedância eletroquímica, é usada uma câmera com suporte de temperatura constante e um método de medição especial chamado espectroscopia de impedância. Uma corrente alternada com uma frequência diferente é passada através do elemento. De fato, a resposta de frequência do elemento é construída. Com as baterias em dispositivos funcionando, essas medidas não podem ser feitas. De qualquer forma, antes do advento de um novo desenvolvimento da Panasonic.
Os engenheiros da Panasonic propuseram o uso de novos chips BMIC (ou BMS) para monitorar a condição das células nas baterias. O acrônimo BMIC significa circuitos integrados de monitoramento de bateria ou, em russo, um circuito integrado para monitoramento de bateria. BMICs modernos medem as voltagens em cada uma das células conectadas em série na bateria, e o controlador que lê esses dados conclui a capacidade atual de cada célula e da bateria como um todo. Mas esses são dados muito aproximados e podem estar (e frequentemente) longe de determinar a verdadeira capacidade de um elemento.
A precisão da medição da impedância eletroquímica do elemento do BMIC experimental (direita) foi próxima das medidas laboratoriais (esquerda)
Para medir com precisão a capacitância das células, medindo a impedância eletroquímica individual de cada uma delas, a Panasonic introduziu uma unidade de excitação de corrente alternada de frequência variável no circuito BMIC. Essas correntes são muito pequenas. Aqueles que só podem ser medidos com amplificadores de potência de precisão. O intervalo de variação das correntes de excitação está no intervalo de 1 a 5 KHz. As medições de dados com o novo BMIC processado pelo novo controlador mostraram-se muito próximas das medições de laboratório por espectroscopia de impedância. O controlador forneceu o valor da impedância eletroquímica e, portanto, a capacidade residual de cada célula de íon lítio com precisão próxima às medições em laboratório. No entanto, na prática, o controlador pode calibrar a bateria, dependendo da temperatura de operação. Estamos aguardando o surgimento de novas baterias que nunca enganarão seus proprietários.
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