Elektrikli araç bataryasında zayıf hücre elektronik anahtarla devre dışı bırakılıyor

İsveç'teki Chalmers Teknoloji Üniversitesi araştırmacıları, Scania ve PHINIA iş birliğiyle elektrikli araç bataryalarının ömrünü uzatan dinamik bir mimari geliştirdi. Sistem, kapasitesi düşen ya da arıza sinyali veren zayıf hücreleri elektronik anahtarlarla devreden çıkarıyor. Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışmaya göre 80 kWh bataryalı bir otomobilde batarya değişim süresi yaklaşık 14 ay uzuyor.

Geleneksel bataryalarda sorun ne?

Elektrikli araç bataryaları yüzlerce, hatta binlerce lityum iyon hücrenin seri ve paralel bağlanmasıyla üretiliyor. Fabrika çıkışında neredeyse aynı olan hücreler, şarj döngüleri, sıcaklık değişimleri ve kullanım alışkanlıkları nedeniyle zamanla farklı hızlarda yıpranıyor. Geleneksel paketlerde hücreler sabit hatlarla bağlı olduğu için en zayıf hücre tüm sistemin performansını ve kullanım sınırını belirliyor.

Yeni sistem nasıl çalışıyor?

Batarya yönetim sistemiyle entegre çalışan elektronik anahtarlar, araç seyir hâlindeyken ya da şarj sırasında kapasitesi düşen veya arıza sinyali veren hücreleri anlık olarak devreden çıkarıyor. Akım daha sağlıklı hücrelere yönlendirildiği için tüm paketin erken tükenmesi önleniyor.

Simülasyonlar ne gösterdi?

Ekip, 15 farklı üreticiye ait 20 elektrikli araç modelini ve farklı hücre kimyalarını kapsayan 1.000 Monte Carlo simülasyonu yaptı. Yılda 12.000 kilometre yol yapan, 80 kWh bataryalı bir otomobilde standart mimaride 10 yıl olan batarya değişim ömrü yaklaşık 14 ay uzadı. Bu, optimum koşullarda batarya ömründe yüzde 20'yi aşan artış anlamına geliyor. Yüksek voltajlı ve seri bağlı hücre sayısı fazla olan ağır ticari elektrikli kamyonlar ile uzun menzilli binek araçlar teknolojiden en çok fayda sağlıyor. Bu sonuçlar simülasyona dayanıyor.

Maliyet açısından mantıklı mı?

Analizlere göre ek anahtarlama donanımının maliyeti, bataryanın ikinci el değeri ve uzayan ömrüyle telafi edilebiliyor. Teknoloji; 50 kWh üzerindeki paketlerde, yıllık sürüş mesafesinin 12.150 kilometrenin altında kaldığı senaryolarda ve donanım ek maliyetinin yüzde 7,16'yı aşmadığı koşullarda net ekonomik fayda sağlıyor.

Seri üretime ne kadar yakın?

Her hücrenin tek tek kontrolü en yüksek verimi sağlasa da ticari ölçekte maliyeti düşürmek için hücre gruplarının kontrol edilmesi hedefleniyor. Bu yaklaşım, üretim bandında hücrelerin kusursuz eşleştirilmesi gereksinimini de azaltıyor. Endüstriyel prototip aşamasındaki mimarinin seri üretim araçlara entegre edilebilmesi için uzun vadeli saha testlerinin tamamlanması bekleniyor.

Kaynak: Haber Merkezi