Rekonfigurovatelná EV baterie může podle modelu vydržet o více než 20 % déle

© A. Krivonosov

Jediný degradovaný článek může omezit životnost celého akumulátoru elektromobilu, i když ostatní články stále fungují dobře. Výzkumníci ze švédské technické univerzity Chalmers hodnotili rekonfigurovatelnou architekturu, která dokáže oslabené články obejít a dál využívat zbývající kapacitu. V modelovaném scénáři s baterií o kapacitě 80 kWh a ročním nájezdem 12 000 km bylo možné výměnu odložit přibližně o 14 měsíců.

V běžném bateriovém paketu jsou elektrická spojení z velké části pevná, takže nejslabší článek může omezit celý sériově zapojený řetězec. Zkoumané řešení přidává elektronické spínače a řídicí logiku, které mohou degradovaný článek nebo skupinu izolovat a vést proud přes zbývající prvky.

Studie publikovaná v Nature Communications ukazuje, že nejpodrobnější a idealizovaná konfigurace by u některých vysokonapěťových baterií mohla prodloužit životnost o více než 20 %. Efekt byl nejvýraznější u elektrických nákladních vozidel a osobních elektromobilů s dlouhým dojezdem a velkým počtem sériově zapojených článků. Výzkumníci však zdůrazňují, že hodnota nad 20 % představuje teoretickou horní hranici, protože model předpokládá individuální řízení každého článku. Praktičtější systémy pracující se skupinami článků potřebují méně elektroniky, ale přinášejí také menší přínos.

Existuje i nákladový kompromis. Podle současných odhadů zvyšuje dodatečná elektronika cenu paketu přibližně o 9 %. Výzkumníci kladou orientační bod zvratu kolem 12 %; nad touto hodnotou je ekonomický přínos během životnosti méně pravděpodobný. Robustnější modelový scénář počítal s dodatečnými náklady pod přibližně 7 %, kapacitou nad 50 kWh a ročním nájezdem pod 12 150 km. Současný odhad hardwaru navíc vychází z výroby pouze asi 1 000 sad, tedy z měřítka blízkého prototypům.

Technologie jde dál než běžná diagnostika stavu jednotlivých článků. Systém musí nejen zjistit degradaci, ale také dynamicky měnit elektrickou konfiguraci baterie a odpojovat oslabené články nebo skupiny z aktivního obvodu.

Zatím neexistuje sériový osobní vůz ani nákladní vozidlo, které by používalo přesně zkoumanou architekturu. Existují však experimentální systémy a demonstrátory; Chalmers uvádí Volvo SmartCell a silniční zkoušky prototypu jednoho velkého výrobce automobilů. Výsledky modelování proto nelze přímo přenášet na současné sériové EV baterie. Studie spíše ukazuje možný způsob, jak paket používat déle a snížit riziko, že několik rychleji stárnoucích článků vyvolá předčasnou výměnu celé baterie.