2022臺灣能實作競賽 大專綠能循環經濟組 佳作

李德宏、陳榮豐、鄭又齊、簡宏儒

國立臺北科技大學 車輛工程系

 

指導老師

黃國修 教授

國立臺北科技大學 車輛工程系

■ 作品運作說明

電路系統架構設計流程如右圖所示，為產生複合波形 PWM 訊號，再經由 Buck 架構將訊號放大並經由濾波器將 PWM 還原成複合波，當中程式加入訊號回授功能，讓電路可以透過回授數據調整更加合適之充電波形。

波形使用弦波控制，係因本充電方法能階存在階段落差，以弦波方式能夠有效且和緩的產生一複合波形。

電壓準位設置在各電池的截止電壓。電池內部按照軟體擬合最佳充電的能階差充電，其後隨之以一能階差的趨逆向反應，和內部結構完成一個完整充電週期如下頁圖一圖二所示。

■ 創意特色說明

鋰電池主要的老化原因為內部 SEI 膜的增厚，而業界普遍認為電池老化是不可逆的反應，但是藉由本團隊的充電波形可以讓鋰電池 SEI 膜尚未變成鹽類的鈍化物進行可逆反應，進而達到電池活化及延壽的效果；此外，相較於一般業界常用的 CC-CV 定電流定電壓充電法，本團隊的特殊波形充電法充電時間更快，充電電芯溫度更低，且效果更好。

■ 發展潛能說明

隨著電動車的普及化以及儲能領域的崛起，目前市場對於鋰電池的需求是日益增加，但隨之迎面而來的問題就是會有越來越多的鋰電池等著被拆解、淘汰，電動車車廠在電池健康程度剩下 80% 的時候就會淘汰電池，只因為電池無法承受大電流的充放電，但是該電池仍有 80% 電池健康程度可以使用。

本團隊的構思是，希望可以透過本團隊的特殊波形充電法，延長鋰電池在市場的使用週期，進而達到透過減少生產、減少回收的另類有續循環使用。