Elbilsbatterier kan hålla längre om svaga celler kopplas förbi
Batteripaket som kan koppla förbi svaga celler kan förlänga livslängden hos elbilsbatterier, visar en studie som letts av forskare vid Chalmers. I de mest gynnsamma fallen blir livslängden över 20 procent längre, men det är en teoretisk övre gräns.
I dagens batteripaket är cellerna seriekopplade, och eftersom de inte åldras i samma takt kan den svagaste cellen sätta gränsen för hela paketet, även när de övriga fungerar bra. I så kallade omkonfigurerbara batteripaket kan brytare och styrsystem i stället ändra hur cellerna är kopplade och koppla förbi de svaga cellerna, så att mer av den återstående kapaciteten kan användas, enligt ett pressmeddelande från Chalmers.
– Eftersom cellerna är bundna till varandra måste alla hålla samma takt som den långsammaste cellen, och stanna när den cellen stannar. Med lösningen i vår studie kan batteriet i stället koppla förbi cellen som orsakar problem och fortsätta framåt, säger Albert Škegro, doktorand vid institutionen för elektroteknik på Chalmers och försteförfattare till studien.
I forskarnas modeller kan den mest avancerade lösningen – där varje cell kan styras separat – förlänga livslängden med över 20 procent i vissa högspänningsfordon, som elektriska lastbilar och elbilar med lång räckvidd. I praktiken är det mer sannolikt att cellerna styrs i grupper. I ett räkneexempel med ett vanligt 80-kilowattimmesbatteri och 12 000 kilometers körning per år räcker det omkonfigurerbara batteriet i stället omkring 14 månader längre: cirka 11 år mot de 10 år efter vilka ett konventionellt batteri normalt byts ut.
– Omkonfigurering är inte en fråga om "på eller av". Det är ett spektrum, och var en tillverkare väljer att placera sig på det spektrumet avgör hur mycket av den potentiella vinsten som kan bli verklighet, säger Changfu Zou, professor vid samma institution och medförfattare till studien.
Tekniken kräver extra elektronik och blir därför dyrare till en början. Enligt forskarna kan den längre livslängden och det högre restvärdet ändå väga upp merkostnaden under många realistiska förhållanden. Tekniken kan också minska behovet av att matcha celler med liknande egenskaper vid tillverkningen. Den har testats i forsknings- och industriprototyper men finns ännu inte i serieproducerade fordon.
