Rekonfigurabilna EV baterija mogla bi prema modelu trajati više od 20% duže

© A. Krivonosov

Jedna degradirana ćelija može ograničiti vijek cijele baterije električnog automobila čak i kada ostale ćelije još pravilno rade. Istraživači sa Tehnološkog univerziteta Chalmers u Švedskoj analizirali su rekonfigurabilnu arhitekturu koja može zaobići oslabljene ćelije i nastaviti da koristi preostali kapacitet. U modeliranom scenariju sa baterijom od 80 kWh i godišnjom kilometražom od 12 000 km zamjena se mogla odložiti za oko 14 mjeseci.

U klasičnom baterijskom paketu električne veze uglavnom su fiksne, pa najslabija ćelija može ograničiti čitav serijski niz. Ispitivano rješenje dodaje elektronske prekidače i upravljačku logiku koja može izolovati degradiranu ćeliju ili grupu i preusmjeriti struju kroz preostale elemente.

Studija objavljena u časopisu Nature Communications pokazuje da bi najdetaljnija i idealizovana konfiguracija kod nekih visokonaponskih baterija mogla produžiti vijek za više od 20%. Efekat je posebno izražen kod električnih kamiona i putničkih vozila velikog dometa sa mnogo serijski povezanih ćelija. Istraživači naglašavaju da je vrijednost iznad 20% teorijska gornja granica jer model pretpostavlja pojedinačno upravljanje svakom ćelijom. Praktičniji sistemi koji upravljaju grupama traže manje elektronike, ali donose manju korist.

Postoji i troškovni kompromis. Prema sadašnjim procjenama dodatna elektronika povećava cijenu paketa za oko 9%. Istraživači približnu tačku isplativosti stavljaju oko 12%; iznad toga ekonomska korist tokom životnog vijeka postaje manje vjerovatna. Robusniji modelirani scenario pretpostavljao je dodatni trošak manji od približno 7%, kapacitet veći od 50 kWh i godišnju kilometražu manju od 12 150 km. Trenutna procjena hardvera zasniva se i na proizvodnji svega oko 1 000 kompleta, dakle na skoro prototipskoj skali.

Tehnologija ide dalje od obične dijagnostike stanja ćelija. Sistem ne treba samo da otkrije degradaciju već i dinamički da promijeni električnu konfiguraciju baterije i isključi slabe ćelije ili grupe iz aktivnog strujnog kola.

Još nema serijskog putničkog automobila ili kamiona koji koristi tačno proučavanu arhitekturu. Eksperimentalni sistemi i demonstratori ipak postoje; Chalmers navodi Volvo SmartCell i cestovna testiranja prototipa jednog velikog proizvođača. Zato rezultate modeliranja ne treba direktno prenositi na današnje serijske EV baterije. Rad prije svega pokazuje mogući način dužeg korišćenja paketa i smanjenja rizika da nekoliko ćelija koje brže stare nametne prijevremenu zamjenu cijele baterije.