A rekonfigurálható EV-akkumulátor modell szerint több mint 20%-kal tovább tarthat

© A. Krivonosov

Egyetlen leromlott cella is korlátozhatja egy elektromos autó teljes akkumulátorának élettartamát akkor is, ha a többi cella még megfelelően működik. A svéd Chalmers Műszaki Egyetem kutatói olyan rekonfigurálható architektúrát vizsgáltak, amely képes kikerülni a gyengülő cellákat és tovább használni a megmaradt kapacitást. Egy 80 kWh-s akkumulátorral és évi 12 000 km-rel számoló modellben a csere körülbelül 14 hónappal későbbre tolódhatott.

A hagyományos akkumulátorcsomagokban az elektromos kapcsolatok nagyrészt rögzítettek, ezért a leggyengébb cella egy teljes soros ágat korlátozhat. A vizsgált megoldás elektronikus kapcsolókat és vezérlést ad a rendszerhez, így egy leromlott cella vagy cellacsoport leválasztható, az áram pedig a többi elemen vezethető tovább.

A Nature Communications folyóiratban megjelent tanulmány szerint a legrészletesebb és idealizált konfiguráció bizonyos nagyfeszültségű akkumulátoroknál több mint 20%-os élettartam-növekedést adhat. A hatás különösen elektromos teherautóknál és nagy hatótávú személyautóknál volt jelentős, ahol sok cella kapcsolódik sorba. A kutatók hangsúlyozzák, hogy a 20% feletti érték elméleti felső határ, mert a modell minden cella egyedi vezérlését feltételezi. A gyakorlatiasabb, cellacsoportokat kezelő rendszerek kevesebb elektronikát igényelnek, de kisebb előnyt adnak.

A megoldásnak költségoldala is van. A jelenlegi alkatrészbecslések szerint a plusz elektronika mintegy 9%-kal növeli a csomag költségét. A kutatók a hozzávetőleges megtérülési határt 12% körülire teszik; e fölött az élettartam egészére vetített gazdasági előny kevésbé valószínű. Egy robusztusabb modellszcenárió nagyjából 7% alatti többletköltséggel, 50 kWh feletti kapacitással és évi 12 150 km alatti futással számolt. A jelenlegi hardverbecslés ráadásul csak körülbelül 1 000 készlet gyártását feltételezi, vagyis majdnem prototípusszintű mennyiséget.

A technológia túlmutat a cellák állapotának egyszerű diagnosztikáján. A rendszernek nemcsak fel kell ismernie a degradációt, hanem dinamikusan át is kell alakítania az akkumulátor elektromos kapcsolását, és ki kell vennie a gyenge cellákat vagy csoportokat az aktív áramkörből.

Jelenleg nincs olyan sorozatgyártású személyautó vagy teherautó, amely pontosan ezt a vizsgált architektúrát használná. Kísérleti rendszerek és demonstrátorok azonban léteznek; a Chalmers a Volvo SmartCell fejlesztést és egy nagy autógyártó közúti prototípustesztjét is említi. A modell eredményeit ezért nem szabad közvetlenül a mai sorozatgyártású EV-akkumulátorokra vetíteni. A kutatás inkább egy lehetséges utat mutat arra, hogy a csomagot tovább lehessen használni, és néhány gyorsabban öregedő cella miatt kisebb legyen a teljes akkumulátor idő előtti cseréjének kockázata.