• 沒有找到結果。

如第八章結論所述,本論文提出、解釋並且解決了許多並聯電池組之問題,

此些研究成果主要可以概略地分成以下幾項:

1. 電池保險絲

2. 減緩並聯電池組老化速度 3. 並聯電池組之行為解析與模擬

本論文已經針對這些課題進行深入地研究,並且取得的令人滿意的結果,使並聯 電池組之行為被了解的更加透澈,也改善了並聯電池組老化速度加快的問題。即 使如此,於這些課題中,仍可進行更進一步之研究,使並聯電池組可以更為廣泛、

安全且更具有效率的被使用。除此之外,於研究過程中亦發現一些預期之外之問 題,若能有效解決或是針對這些問題進行分析,必定能對未來鋰離子電池之發展 造成不小的幫助。以下將針對本論文之主要成果,提出如何進一步精進此些研究 課題,以及研究中所遇到問題的未來研究方向與發展潛力。

9-1 電池保險絲之未來發展方向

於電池保險絲的應用中,為了使電池組之安全性提高,此顆被犧牲的電池以 磷酸鐵鋰電池當之,為最佳選擇,因為其具有穩定性高與造價低的優點。但若電 池組中之其他電池並非磷酸鐵鋰電池,則在一般使用情況下,需要注意控制流經 磷酸鐵鋰電池之電流大小,使其可以與它並聯電池組同時放乾。避免因並聯分支 之電池 SOC 不同,使電池組提早或太晚達到充放電截止條件,使電池組之使用 量超過或是遠小於可使用電容量。所以如何控制被保護電池與保險絲電池同時達 到充放電之截止條件,並且確定並聯電池組中之電池不會受到影響,為未來電池 保險絲此概念中的一個重要課題。

於本論文提及之方式,以可調式穩壓器做為定電流源控制分支電流之方法,

使得電池所提供之部分能量被可調式穩壓器消耗,且可調式穩壓器所可以承受之

功率較低,無法讓電池組以高功率之方式進行充放電。為解決此方法,必須找徐 其他較低功率消耗之定電流源的電子電路取代,或是特製出一個低功率消耗之可 調式穩壓器使用於電池保險絲之電路中。若想將電池保險絲用於高功率需求處,

則必須提高提供穩定電流源電子電路之可承受功率,才有辦法達成此目標。

9-2 減緩並聯電池組老化速度模型之未來發展

於減緩並聯電池組老化速度之電子電路模型中,將使用電阻加在各並聯分 支中,使得並聯分支電流的差異減小,進一步達到有效延緩並聯電池組之老化 速度之標。雖然由實驗結果可知加入越高阻值之電阻,可以更有效的降低各分 支電流之差異,使並聯電池組老化速度越接近單電池之老化速度。但是因為加 入的電阻越大,電阻消耗的功率也隨之越高,此時會有更多電池釋放出的電能 被消耗於加入的電阻上,造成不必要的能量浪費。

選定電阻後,其造成之功率消耗主要與工作電流相關,工作電流越大電阻 所消耗之功率也越大;反之,若確定工作電流後,加入電阻越大,其消耗之功 率也會越大。在電池組的使用中,工作電流會依使用用途不同而有所差異,但 當確定用途後,工作中各並聯分支流過的電流大小通常不會有太大的改變。因 此針對不同工作條件,選定夠大且又不會太大的電阻加入各並聯分支中,使得 電池組之分支電流差異小,且電阻不會消耗太多的功率,為此項延緩並聯電池 組老化電路設置的重要課題。

9-3 並聯電池組模擬模型之準確性提升與運用

9-3.1 準確性之提升

透過第七章的敘述,可以得知此模擬分析模型,需要以部分實驗結果作為 基礎才可以進行準確的分支電流預測。而此模型所需之實驗結果包含不同工作 狀態下的電池內阻以及極化過電壓,如果可以建立各種材料電池之不同操作狀

況之實驗結果數據庫,即可以更加準確地預測電池組分支電流之分配情況。藉 由不斷累積電池透過實驗所取得之基本數據,不但可以更加瞭解各種電池於不 同操作條件下之內部的變化情形,亦可以增加此電池組分支電流模擬分析之準 確性,以利於未來並聯電池組之研究的進行與發展。

9-3.2 預測結果之應用

由第七章之模擬結果與實際量測值進行比對,確定此模擬模型所得之分析 結果非常準確,可用於預測由多顆已知狀態電池組成之電池組內部分支電流的 分配情況。有此電池組分支電流模擬分析,將幫助前述 9-1 與 9-2 提及之未來 發展提供不小的助力,使得電池保險絲與延長並聯電池組使用壽命電路可以過 模擬進行分析,提前得知電池組中各顆電池於充放電狀況下的各種變化與分支 電流之分配。

透過提前預知電池組分支電流分配,可以有效節省新電池組設置所需之研究 耗費時間,並且提供一些依據作為霍爾元件量測分支電流結果之判斷基礎。提前 預知分支電流分配的使用,不僅只侷限於上述所述之電池保險絲以及延緩電池組 老化速度之電路模型研究,亦可以適用於任何與並聯電池組相關之研究。透過對 模型中的設置稍加修正,幾乎可以對任何並聯電池組進行模擬分析,得知於不同 工作狀況下電池組分支電流之分配與電池組中各顆電池的電性變化情況。

9-4 鋰離子電池之儲存老化

於本論文中,發現靜置儲存也會使電池發生老化現象,雖然於前幾次充放電 過程中,電池不會有明顯的容量衰退,但將儲存一段時間之電池進行充放電循環 時,會發現其容量散失速度快於全新電池之容量散失速度。為了盡可能的去掉電 池間之各種可能的差異,此實驗需要以同一批電池進行實驗,並且需花費不少的 時間。此結果為實驗過程中意想之外所得知的訊息,因此對於此結果之發現主要

從實驗結果推論得知,並且只藉由一組實驗結果進行比對,而做出進一步的確認,

並未有其他有效的證據進行佐證與討論。

為了更加嚴謹的確定此現象之真實性,需再以較多組實驗進行比較與驗證,

並利用不同放置儲存時間作為實驗組,與全新電池循環老化速度進行比較,藉此 得知儲存時間對電池造成之影響。並且盡可能提出解決的方法,或是定量化放置 時間對電池之影響,以利於電池如何可以保持良好性能之類的課題持續發展。

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附件 A 謝誌

郭志禹老師、林祺皓博士與林揚善博士抽空參與學生的口試,並指點學生給予許

最艱苦的時候與我一起瘋狂,多次在實驗室中把太陽公公叫醒,也是因為有如此 的夥伴,讓學生可以更有動力並有效率的進行研究。感謝王筠筑在休閒之餘與我 一起打桌球,並且提供一套完全不一樣的觀念讓我獲益良多且同時讓緊繃的身體 得到適當的放鬆。也多虧這套神奇的觀念,讓我在桌球雙打的過程中,領悟了並 聯電池組分支電流的分配行為中,一項極為重要的啟發――外部電路不可被忽略 的重要性,使得並聯電池組中的行為模式得以被本論文所揭露,進而發展成並聯 電池組模擬分析模型。感謝蔡汶峰與簡鈺霖學弟於我無法到實驗室進行實驗設置 修改時,當忙進行修改,並對相關實驗設的置環境訊息進行記錄,使得許多實驗 可以順利並且在幾乎不停頓的狀況下持續進行,如此一來至少節省了約兩個月的 實驗時間。感謝英文比中文還要厲害的楊忻融學弟,適時解救英文不好的我,並 給予許多英文方面的幫助,且時不時提出一些特別的問題,讓學生重新檢視自己 的想法,使論文更加嚴謹。感謝盧冠丞同學,於修課以及生活上與我討論並提供 許多建議,並提出一些獨特之見解,讓我們可以從不同面向瞭解鋰電池之相關知 識。感謝李國任、林渙承與蘇良昇學弟陪我一起經歷了碩二的這段時期。最後,

最艱苦的時候與我一起瘋狂,多次在實驗室中把太陽公公叫醒,也是因為有如此 的夥伴,讓學生可以更有動力並有效率的進行研究。感謝王筠筑在休閒之餘與我 一起打桌球,並且提供一套完全不一樣的觀念讓我獲益良多且同時讓緊繃的身體 得到適當的放鬆。也多虧這套神奇的觀念,讓我在桌球雙打的過程中,領悟了並 聯電池組分支電流的分配行為中,一項極為重要的啟發――外部電路不可被忽略 的重要性,使得並聯電池組中的行為模式得以被本論文所揭露,進而發展成並聯 電池組模擬分析模型。感謝蔡汶峰與簡鈺霖學弟於我無法到實驗室進行實驗設置 修改時,當忙進行修改,並對相關實驗設的置環境訊息進行記錄,使得許多實驗 可以順利並且在幾乎不停頓的狀況下持續進行,如此一來至少節省了約兩個月的 實驗時間。感謝英文比中文還要厲害的楊忻融學弟,適時解救英文不好的我,並 給予許多英文方面的幫助,且時不時提出一些特別的問題,讓學生重新檢視自己 的想法,使論文更加嚴謹。感謝盧冠丞同學,於修課以及生活上與我討論並提供 許多建議,並提出一些獨特之見解,讓我們可以從不同面向瞭解鋰電池之相關知 識。感謝李國任、林渙承與蘇良昇學弟陪我一起經歷了碩二的這段時期。最後,

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