Преконфигурируема EV батерия може да издържа с над 20% по-дълго според модел

© A. Krivonosov

Една деградирала клетка може да ограничи ресурса на цялата батерия на електромобил, дори когато останалите клетки все още работят нормално. Изследователи от Технологичния университет Chalmers в Швеция оцениха преконфигурируема архитектура, която може да заобикаля отслабените клетки и да продължи да използва оставащия капацитет. В моделиран сценарий с батерия 80 kWh и годишен пробег 12 000 км подмяната можеше да се отложи с около 14 месеца.

При обикновения батериен пакет електрическите връзки са до голяма степен фиксирани, затова най-слабата клетка може да ограничи цяла последователна верига. Изследваната конструкция добавя електронни превключватели и управление, които могат да изолират деградирала клетка или група и да пренасочат тока през останалите елементи.

Публикуваното в Nature Communications изследване показва, че най-подробната и идеализирана конфигурация може да увеличи ресурса с над 20% при някои високоволтови батерии. Ефектът е най-видим при електрически камиони и автомобили с голям пробег, използващи много последователно свързани клетки. Изследователите подчертават, че стойността над 20% е теоретична горна граница, защото моделът предполага индивидуално управление на всяка клетка. По-практичните системи, които управляват групи клетки, изискват по-малко електроника, но дават и по-малка полза.

Има и ценови компромис. Според сегашните оценки допълнителната електроника увеличава стойността на пакета с около 9%. Изследователите поставят приблизителната точка на рентабилност около 12%; над това ниво икономическата полза през жизнения цикъл става по-малко вероятна. По-устойчив моделиран сценарий използва допълнителна цена под около 7%, капацитет над 50 kWh и годишен пробег под 12 150 км. Сегашната хардуерна оценка е базирана и на производство на едва около 1 000 комплекта, тоест мащаб, близък до прототипен.

Технологията се различава от обикновената диагностика на състоянието на клетките. Системата трябва не само да открива деградацията, но и динамично да променя електрическата конфигурация на батерията, като изключва слабите клетки или групи от активната верига.

Все още няма сериен лек автомобил или камион, който да използва точно изследваната архитектура. Има експериментални системи и демонстратори; Chalmers посочва Volvo SmartCell и пътни изпитания на прототип от голям автомобилен производител. Затова резултатите от модела не бива да се пренасят директно върху днешните серийни EV батерии. Изследването показва по-скоро възможен начин пакетът да се използва по-дълго и да се намали рискът няколко по-бързо стареещи клетки да наложат преждевременна подмяна на цялата батерия.