 Батарея является сердцем электромобиля. Исследователи Фраунгофера разработали устройство хранения энергии, которое является значительно более рентабельным в течение всего жизненного цикла по сравнению с предыдущими моделями. Если один из более ста элементов батареи станет неисправен, то он может быть легко заменен. Ранее в подобном случае приходилось заменять целую батарею.
Ядром электромобилей являются их батареи. Пока что они представляли собой монолитные блоки, в которых были размещены отдельные элементы батарей, а также необходимые технологии. Все индивидуальные клетки теоретически должны сохранять то же количество энергии. На практике, однако, ситуация несколько иная: из-за производственных причин, их мощности меняются. Это становится проблематично, поскольку элементы соединены последовательно. Поэтому вся батарея становится настолько же прочной, как и ее самый слабый элемент. Если этот элемент является «пустым», то оставшаяся энергия в других элементах батареи не поможет – автомобиль придется. По этой причине производители сортируют и устанавливают элементы одинаковой емкости в батарее. Поскольку некоторые элементы сортируются в результате этого процесса, это приводит к увеличению цены батареи. Другим недостатком является то, что когда элемент становится неисправен, то автомобиль перестает работать. Это означает, что все устройство хранения энергии должно быть заменено.
Исследователи из института Фраунгофера создали альтернативу. Их модульная система батареи решает эти проблемы. Хитрость заключается в следующем: каждый элемент батареи имеет свой собственный встроенный микроконтроллер, который фиксирует соответствующие физические параметры, такие как температура и состояние заряда элемента. В результате каждый элемент знает, в каком состоянии он находится. Элементы «общаются» друг с другом через существующую проводку питания между клетками батареи. Она известна как мощность линии связи. Они также могут общаться с другими устройствами, такими как бортовой компьютер, который использует данные из элементов для подсчета того, сколько оставшейся энергии аккумулятор по-прежнему имеет - так называемое состояние заряда.
Если элемент становится пустым, но другие все еще имеют запасенную энергию, то автомобиль не должен останавливаться, как это было раньше. Скорее всего, пустой элемент аккумулятора просто отделяется от кластера, действуя как ток по проходу. Остальные продолжают поставлять энергию. В зависимости от качества элементов, за счет этого можно увеличить дальность пробега по крайней мере на четыре процента. Со временем этот эффект усиливается: в случае старой батареи, и при замене пустых элементов возможно увеличить дальность пробега на десять процентов и выше.
Поскольку один элемент с низкой пропускной способностью практически не влияет на общий пробег автомобиля, то производителям больше не нужно предварительно сортировать его. Это должно значительно сократить расходы. Кроме того, мощности элементов адаптируются друг к другу с течением времени. Поэтому элементы работают дольше и, как следствие, быстрее. Так как автомобиль имеет более ста элементов, он не зависит от одного по отдельности. И если водитель примет решение в пользу ремонта, достаточно просто заменить один элемент, а не всю батарею.
Исследователи уже разработали прототип аккумуляторного элемента. Теперь задача заключается в миниатюризации электроники и ее вставления в элементы. Часть процесса разработки ведется в рамках проекта ЕС «3Ccar».
|
