Инновации в системах управления аккумуляторами приведут к созданию более совершенных аккумуляторов
По данным исследовательской и консалтинговой компании IDTechEx, ожидается, что рынок литий-ионных аккумуляторов для электромобилей к 2034 году достигнет 380 миллиардов долларов США.
С таким огромным ростом стоимости безопасная и надежная эксплуатация этих (иногда горючих) активов при максимизации извлекаемой из них производительности становится критически важной. Система управления аккумулятором (BMS) играет центральную роль в безопасной и надежной эксплуатации литий-ионных аккумуляторов, но ее несколько упускают из виду в отношении ее потенциала для повышения производительности аккумуляторов.
Разработки в области технологий аккумуляторов часто сосредоточены на инновациях в области материалов и химии, будь то в форме кремниевых анодов, твердотельных аккумуляторов или новых химических соединений Na-ion или на других разработках оборудования, таких как использование конструкций аккумуляторов типа «элемент-в-пакет» или платформ 800 В. Однако новые материалы, химические соединения и оборудование часто сопровождаются длительными этапами разработки и тестирования и компромиссами в производительности или стоимости.
Например, аноды с высоким содержанием кремния увеличивают плотность энергии и могут улучшить быструю зарядку, но это происходит за счет срока службы, и в краткосрочной перспективе решения с высоким содержанием кремния также, вероятно, будут иметь более высокую цену.
Напротив, инновации в BMS могут предложить реальные пути для улучшения нескольких показателей производительности одновременно, что, как известно, труднодостижимо при разработке литий-ионных аккумуляторов. А именно, улучшения плотности энергии, возможности быстрой зарядки, безопасности и срока службы могут быть достигнуты с помощью правильной BMS. В конечном счете, многие из этих улучшений будут реализованы за счет лучшей и более точной оценки состояния (состояние заряда, состояние мощности, состояние работоспособности) и лучшего понимания внутреннего состояния литий-ионных элементов, что, в свою очередь, позволит более оптимально использовать литий-ионный аккумулятор.
Например, сокращение времени зарядки может быть достигнуто путем отслеживания внутреннего состояния литий-ионных элементов путем анализа данных, генерируемых аккумулятором во время использования, для поиска признаков литиевого покрытия. В периоды цикла зарядки, когда определяется начало литий-покрытия, ток зарядки можно уменьшить, прежде чем увеличивать его, как только риск литий-покрытия снизится, с целью увеличения средней мощности зарядки без увеличения деградации.
Ряд компаний, таких как Eatron Technologies, WAE (через свою платформу Elysia) и Qnovo, среди прочих, разрабатывают и внедряют более продвинутые программные платформы BMS, чтобы улучшить оценку состояния и оптимизировать работу аккумулятора. В Европе и Северной Америке наблюдается большая активность со стороны компаний на ранних стадиях разработки более продвинутых технологий BMS. Некоторые из достижений начинают выходить на рынок. Например, Qnovo планирует внедрить свое программное обеспечение в электромобили Vanderhall, чтобы улучшить запас хода и время зарядки, в то время как Eatron Technologies также начала внедрять свое программное обеспечение BMS.
В технологии литий-ионных аккумуляторов происходит множество разработок. Усовершенствования в области BMS открывают возможность максимально повысить производительность как сегодняшних, так и будущих литий-ионных технологий и, следовательно, могут сыграть ключевую роль в ускорении внедрения электромобилей и стационарных систем хранения аккумуляторных батарей.