新型智能控制器绝了!太阳能充电汽车电池可延长3-5倍寿命

2020-04-27

近日,美国陆军(U.S。 Army)提交了一份专利申请,研究人员Ernest Luoto、Brian Frymiare和David Carrier研发了一款智能控制器,能够控制太阳能电池板对电池的电量分配,从而防止停车场中成千上万的汽车电池慢慢失效,预计该技术可以为顾客节省数百万美元。美国陆军拥有一支由数万辆轮式战车组成的庞大车队,部署在全球各地的军事基地中。其中75%的多用途轮式车(Humvee)、防地雷反伏击车(MRAP)、轻便中型战术车(LMTV)和5吨卡车每年的行驶里程不足3000英里。由于此类卡车大多数时间都呆在停车场里,其配备的铅酸电池就会慢慢耗尽并退化。为了让此类卡车能够随时待命,美国陆军每年需要花费2600万美元来更换电池。




研究人员表示:“最新陆军样本数据收集和分析(SDC&A)报告的数据显示,战车电池平均每13个月就需要更换,但是电池的最低预期寿命是三年,如果维护得当,电池的寿命有望达到约6年至8年。”如果利用太阳能为电池充电,就可将汽车电池的寿命延长3至5倍,每年为陆军节省1700万美元。研究表明,两根12V电池线之间电压差1V的情况并不罕见,但是电压差1V会产生电池100%充满电还是大约充满20%电的巨大差异,此种差异限制了太阳能充电器的使用。因此,研究人员们研发了脉冲宽度调制控制器,可以打开或关闭太阳能电池板,每小时在不同电池之间移动充电,同时防止电池硫酸化以及过度充电。


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2019年1-10月,我国光伏电池产量达102.3GW,同比增长26.9%;其中10月产量达11.2GW,同比增长28.4%。中国光伏电池产量再创新高,2019年前十个月已经超过2018年全年的水平。上半年,我国光伏电池产量占全球的比重高达75%。




目前晶硅类电池的技术方向包括单晶和多晶。多晶电池逐渐向黑硅方向升级。单晶包括P型和N型。P型电池中PERC技术逐渐成为主流,叠加SE(选择性发射极)技术,电池效率逐渐提升。但是P型电池有其转换效率的极限,而N型电池成为未来高转换效率的方向,目前包括PERT、TOPCon(隧穿氧化钝化接触)、IBC(全背电极接触)、HJT(异质结)四种技术路径。




光伏电池组件生产主要分为两个步骤,分别是硅片和电池片生产。第一步骤是生产硅片,首先需要将原生硅料生成单晶硅棒或者多晶硅铸锭,然后将其切片、分选包装;第二步骤就是生产电池片,首先在硅片表面形成绒面,以减少电池片的反射率,然后通过扩散工序制造P-N结,刻蚀工序是让硅片边缘带有的磷的部分去除干净,避免了P-N结短路并且造成并联电阻降低,然后通过等离子体化学气相沉积,可以提高电池片对太阳光的吸收,丝网印刷则是为太阳能电池收集电流并制造电极,烧结是把印刷到电池片表面的电极在高温下烧结,使电极的接触具有电阻特性以达到高转效率。




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