Обход слабых аккумуляторов: ученые увеличивают срок службы аккумуляторов электромобилей

Изображение: Искусственный интеллект | Альберт Шкегро

Новая архитектура аккумуляторов может увеличить срок службы аккумуляторов электромобилей в оптимальных условиях более чем на 20 процентов. Об этом говорится в исследовании, проведенном под руководством Шведского технологического университета Хальмерс и опубликованном в научном журнале Nature Communications. Изученная технология позволяет обходить слабые элементы аккумулятора и более эффективно использовать оставшуюся ёмкость.

Аккумуляторные блоки электромобилей состоят из множества взаимосоединённых элементов, которые стареют с разной скоростью. В традиционных аккумуляторных системах уже один слабый элемент может ограничить срок службы всего аккумуляторного блока. Поэтому исследователи изучали реконфигурируемые аккумуляторные блоки, электрические соединения в которых можно изменять с помощью переключателей и систем управления.

Модельные расчёты показывают, что индивидуальное управление каждым отдельным элементом может увеличить срок службы аккумулятора в некоторых высоковольтных транспортных средствах более чем на 20 процентов. К ним относятся электроавтопогрузчики и электромобили с большим радиусом действия. Однако этот показатель представляет собой теоретический верхний предел, поскольку на практике, скорее всего, управляют несколькими элементами одновременно.

В одном из расчётных примеров учёные рассмотрели автомобильный аккумулятор ёмкостью 80 киловатт-часов, используемый в автомобиле, преодолевающем ежегодно 12 000 километров. В то время как для обычного аккумулятора предполагалась замена через десять лет, реконфигурируемый аккумулятор достиг этого срока лишь примерно через одиннадцать лет, то есть примерно на 14 месяцев позже. Благодаря меньшей степени износа у него также была более высокая остаточная стоимость.

Эта технология пока не применяется в серийных автомобилях, но уже проходила тестирование в исследовательских и промышленных прототипах. Дополнительная электроника увеличивает стоимость приобретения, однако, по мнению исследователей, во многих реалистичных условиях это можно компенсировать более длительным сроком службы и выше остаточной стоимостью. Ученые видят наибольший потенциал в высоковольтных автомобилях с большим радиусом действия и большим количеством последовательно подключенных элементов питания.

Новая архитектура также может снизить затраты на производство аккумуляторов. Поскольку будут допускаться более значительные различия между отдельными аккумуляторами, сократятся текущие затраты на их тестирование и тщательную настройку. Кроме того, больше комплектов аккумуляторов сможет быть использовано после эксплуатации в электромобилях, например, в качестве стационарных накопителей энергии.

Также интересно

Об авторе

Томас Лангенбухер — эксперт в области электромобильности с опытом работы в автомобильной и финансовой отраслях. С 2011 года он публикует статьи на сайте ecomento.de о электромобилях, устойчивых технологиях и решениях в сфере мобильности. Узнайте больше.

Взаимодействие с читателями