Больше 20% к ресурсу батареи: почему результат пока только расчёт

Учёные рассчитали способ продлить ресурс батарей электромобилей более чем на 20%

Одна изношенная ячейка может ограничивать ресурс всей батареи электромобиля, даже если остальные элементы исправны. Исследователи шведского университета Чалмерса оценили новую архитектуру, позволяющую отключать слабые ячейки без остановки работы аккумулятора. Для машины с батареей 80 кВт·ч и ежегодным пробегом 12 000 км расчёты показали возможность отложить замену примерно на 14 месяцев.

В обычном аккумуляторе ячейки соединены по фиксированной схеме, поэтому деградация одного элемента способна ограничить работу всей группы. Новая конструкция использует дополнительные электронные переключатели, управляемые системой BMS. Они перенаправляют ток в обход слабых элементов, сохраняя работоспособность остальных.

В исследовании Nature Communications наиболее сложная конфигурация обеспечила потенциальное увеличение срока службы более чем на 20%. Особенно заметен эффект у высоковольтных батарей легковых электромобилей с большим запасом хода и электрических грузовиков. Однако показатель получен моделированием с индивидуальным управлением ячейками. Более простые системы, работающие с группами элементов, дадут меньшую прибавку.

Есть и экономическая сторона. Дополнительная электроника увеличивает расчётную стоимость батареи примерно на 9%, тогда как порог окупаемости исследователи оценивают примерно в 12%. При определённых условиях увеличение ресурса и остаточной стоимости аккумулятора способно компенсировать эти расходы.

Технология отличается от обычной диагностики состояния отдельных ячеек. Система должна не просто выявлять деградацию, а автоматически менять электрические соединения внутри батареи.

Пока серийных автомобилей с исследованной архитектурой нет. Существуют экспериментальные образцы, включая разработки Volvo SmartCell. Поэтому полученные результаты нельзя переносить на аккумуляторы нынешних электромобилей. Более того, фактический ресурс современных батарей уже нередко превышает стандартный гарантийный срок. Новая архитектура может дополнительно сократить вероятность преждевременной замены целого блока из-за нескольких ослабевших ячеек.