Революция в аккумуляторах электромобилей. Шведские ученые продлили срок службы батарей на 20% благодаря одной хитрости
Батарея любого современного электромобиля остается заложником своего самого слабого элемента. Сотни отдельных ячеек соединены в одну жесткую электрическую цепь, поэтому, когда преждевременно изнашивается хотя бы один аккумулятор, он тянет за собой вниз полезную емкость всего дорогостоящего блока.
Шведские исследователи из Технологического университета Чалмерса нашли способ разорвать этот замкнутый круг с помощью электронных переключателей. Новая динамическая архитектура позволяет системе направлять ток в обход слабых ячеек, не останавливая движение машины.
Об этом пишет Interesting Engineering.
Ведущий автор исследования, аспирант Альберт Шкегро, объяснил основной принцип работы технологии. Ученый отметил, что согласно новой схеме аккумулятор отсекает проблемный ячеечный узел и продолжает функционировать, позволяя исправным соседним элементам отдавать максимум энергии.
Компьютерное моделирование охватило двадцать популярных моделей электромобилей от пятнадцати мировых автопроизводителей. Для стандартной батареи емкостью 80 киловатт-часов такая гибкая коммутация отсрочила полную замену блока примерно на четырнадцать месяцев. В оптимальных условиях расчетный срок службы батареи увеличился более чем на 20%.
Наибольшую выгоду эта технология сулит высоковольтному транспорту с большим количеством последовательно соединенных элементов — например, тяжелым электрическим грузовикам и внедорожникам с большим запасом хода. Экономические расчеты подтвердили целесообразность применения системы для блоков емкостью от 50 кВт·ч при условии, что удорожание управляющей электроники не превышает семи процентов.
Управлять каждой крошечной батареей по отдельности на заводском конвейере было бы слишком сложно и дорого, поэтому инженеры рекомендуют объединять ячейки в небольшие модульные группы. Новый подход существенно упростит сборку автомобилей, ведь производителям больше не придется педантично подбирать абсолютно одинаковые ячейки на конвейере.
Кроме того, списанные автомобильные блоки с функцией обхода изношенных зон будет гораздо проще использовать повторно в стационарных накопителях энергии. Разработчики уже проверили концепцию на лабораторных прототипах, однако для внедрения системы в серийные автомобили требуются масштабные дорожные испытания.