En ny innovation från Chalmers visar hur elbilsbatterier kan få längre liv. I vissa fordon kan den ge 20 procent längre livslängd.
Chalmers: Så klarar elbilsbatterier 20 procent mer
I de elbilsbatterier vi har i dag kan en enda svag cell begränsa hela batteripaketet, även när övriga celler fungerar bra.
Framtidens batterier kan i stället koppla förbi svaga celler, och därmed ta bättre vara på den återstående kapaciteten.
En Chalmers-ledd studie visar nu att den smarta batteriarkitekturen, vid optimala förhållanden, kan ge elbilsbatterier över 20 procent längre livslängd i vissa fordon.
Samtidigt minskar de totala kostnaderna under hela batteriets livslängd.
EU slösar energi: Nu ska batterier klara krisen. Dagens PS
I dag styr svagaste cellen
Batteripaket i elfordon består av många sammankopplade celler som inte åldras likadant.
I dagens batteristruktur kan därför den svagaste cellen sätta gränsen för hela paketet.
Albert Škegro, doktorand vid institutionen för elektroteknik hos Chalmers, beskriver strukturen som att cellerna är sammanbundna med ett rep samtidigt som de alla försöker röra sig framåt.
Kopplar förbi svagare celler
”Eftersom de är bundna till varandra måste alla hålla samma takt som den långsammaste cellen, och stanna när den cellen stannar”, förklarar Škegro som är försteförfattare till studien.
I den nya studien kartlägger forskarna fördelarna med så kallade ”omkonfigurerbara batteripaket”, där brytare och styrsystem kan ändra kopplingarna mellan cellerna.
Det är batteripaket som kan koppla förbi svagare celler så att mer av den kvarvarande kapaciteten kan utnyttjas.
I forskarnas modeller kan den mest avancerade lösningen, där varje cell kan styras separat, förlänga livslängden med över 20 procent i vissa högspänningsfordon.
Det gäller exempelvis elektriska lastbilar och elbilar med lång räckvidd.
Nytt avtal: Saab bygger ut samarbetet kring Gripen. Dagens PS
Tillverkare kan välja
”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 Chalmers och medförfattare till studien.
För att illustrera vad resultaten kan innebära i praktiken analyserade forskarna ett vanligt förekommande bilbatteri på 80 kilowattimmar, samt 12 000 kilometers årlig körsträcka.
Exemplet förutsätter att ett konventionellt batteripaket byts ut efter tio år, enligt rådande branschpraxis.
I modellen nådde det omkonfigurerbara batteripaketet samma punkt efter cirka 11 år, vilket innebär att livslängden ökat med ungefär 14 månader.
Trots 15 miljoner från kommunen: Svenska rallyt är hotat. Dagens PS
”Betydande besparingar”
”För en privat elbilsägare är det en stor fördel att bilens batteri håller längre. För en fordonsflotta med hundratals batteripaket kan en ökad batterilivslängd innebära betydande besparingar”, konstaterar Albert Škegro.
Utöver den ökade batterilivslängden pekar forskarna också på fler hållbarhetsvinster.
”Ett batteripaket som tas ur drift i förtid innebär både bortkastat material och bortkastad energi. Att hålla batteripaket i användning längre är därför ett hållbarhetsargument redan innan man tar hänsyn till ekonomin”, slår Albert Škegro fast.
Forskare: ”För lite hästskit i svensk beredskap”. Dagens PS
