Як інновації в системі управління батареями призведуть до створення кращих батарей
За даними дослідницької та консалтингової фірми IDTechEx, очікується, що ринок літій-іонних акумуляторів для електромобілів досягне 380 мільярдів доларів США до 2034 року.
З таким величезним зростанням вартості, безпечна та надійна експлуатація цих (іноді горючих) активів з одночасним максимізацією їхньої продуктивності стає критично важливою. Система керування акумуляторами (BMS) відіграє центральну роль у безпечній та надійній роботі літій-іонних акумуляторів, але дещо недооцінюється щодо її потенціалу для підвищення продуктивності акумуляторів.
Розробки в технології акумуляторів часто зосереджені на інноваціях у матеріалах та хімії, будь то кремнієві аноди, твердотільні акумулятори чи нові натрій-іонні хімічні речовини, або на інших розробках обладнання, таких як використання конструкцій акумуляторів типу “від елемента до пакета” або платформ 800 В. Однак нові матеріали, хімічні речовини та обладнання часто супроводжуються тривалими фазами розробки та тестування, а також компромісами в продуктивності або вартості.
Наприклад, висококремнієві аноди збільшують щільність енергії та можуть покращити швидку зарядку, але це відбувається за рахунок тривалості циклу зарядки, а в короткостроковій перспективі рішення з висококремнієвими анодами, ймовірно, також будуть мати вищий ціновий рейтинг.
На противагу цьому, інновації в BMS можуть запропонувати реальні шляхи для покращення кількох показників продуктивності одночасно, що, як відомо, важко досягти в розробці літій-іонних акумуляторів. А саме, покращення щільності енергії, можливості швидкої зарядки, безпеки та тривалості циклу можна досягти за допомогою правильної BMS. Зрештою, багато з цих покращень будуть забезпечені завдяки кращій та точнішій оцінці стану (стан заряду, стан живлення, стан справності) та кращому розумінню внутрішнього стану літій-іонних елементів, що, у свою чергу, дозволить більш оптимізовано використовувати літій-іонний акумулятор.
Наприклад, скорочення часу зарядки можна досягти, відстежуючи внутрішній стан літій-іонних елементів, аналізуючи дані, що генеруються акумулятором під час використання, щоб знайти ознаки літієвого покриття. Протягом періодів циклу зарядки, коли визначається початок літій-іонного покриття, струм зарядки можна зменшити, а потім збільшити, як тільки ризик літій-іонного покриття зменшиться, з метою збільшення середньої потужності зарядки без збільшення деградації.
Кілька компаній, таких як Eatron Technologies, WAE (через свою платформу Elysia) та Qnovo, серед інших, розробляють та впроваджують більш просунуті програмні платформи BMS, щоб допомогти покращити оцінку стану та оптимізувати роботу акумулятора. У Європі та Північній Америці спостерігається велика активність з боку компаній на ранніх стадіях, які розробляють більш просунуті технології BMS. Деякі з досягнень починають потрапляти на ринок. Наприклад, Qnovo прагне впровадити своє програмне забезпечення в електромобілях Vanderhall, щоб допомогти покращити запас ходу та час зарядки, тоді як Eatron Technologies також почала впроваджувати своє програмне забезпечення BMS.
У технології літій-іонних акумуляторів відбувається безліч розробок. Удосконалення BMS пропонують спосіб максимізувати продуктивність як сьогоднішньої, так і майбутньої літій-іонної технології і, таким чином, можуть відігравати ключову роль у прискоренні впровадження електромобілів та стаціонарних систем зберігання акумуляторів.