Nowatorska technologia akumulatorów pozwoli zwiększyć zasięg pojazdów elektrycznych
Akumulatory to „przyszłościowa branża”, która oferuje europejskiej gospodarce ogromne możliwości w wyścigu ku bezemisyjnemu transportowi drogowemu i zbudowaniu na kontynencie społeczeństwa neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla. Ich konstrukcja ulega ciągłym zmianom, aby zmaksymalizować wydajność ich pracy i obniżyć koszty produkcji i działania. Zaawansowane systemy zarządzania akumulatorami (ang. battery management system, BMS) reagują głównie na „objawy”, gdyż podejmowane w nich decyzje zapadają na podstawie predefiniowanych wytycznych i opierają się na podstawowych informacjach dotyczących stanu akumulatora. Ponieważ systemy ograniczają się do reakcji, a ich działanie opiera się na aproksymacji, aby zapewnić bezpieczną i stabilną pracę akumulatora, należy mocno ograniczyć jego możliwości. Prowadzi to do nieefektywnego użytkowania i nadal nie daje całkowitej gwarancji uniknięcia niebezpiecznych sytuacji lub zapobieżenia okolicznościom uszkadzającym akumulator.
Poprawa wydajności akumulatora pojazdu elektrycznego
W ramach finansowanego ze środków UE projektu EVERLASTING opracowano oparte na modelach, elastyczne, modułowe i ekonomiczne technologie zarządzania akumulatorami. To przyczynek do rozwiązania problemów z bezpieczeństwem, wydajnością, kosztami i niezawodnością układów akumulatorowych w pojazdach elektrycznych uzyskany „dzięki opracowaniu opartego na modelach i proaktywnego systemu BMS nowej generacji”, wyjaśnia Carlo Mol, koordynator projektu EVERLASTING. Kluczowym wyzwaniem technologicznym pozostaje opracowanie technik ekonomicznego monitorowania stanu akumulatora i zarządzania wskaźnikami wydajności przy jednoczesnym uwzględnieniu danych o jego starzeniu się i przewidywaniu awarii. „Jedna innowacja nie wystarczy, jednak kompleksowe rozwiązania, które łączą dane z wielu nowatorskich czujników z zaawansowanymi modelami oraz wydajnymi technikami zarządzania temperaturą i obciążeniem, mogą znacznie poprawić wykorzystanie i wydajność układów akumulatorowych w bezpiecznych granicach, jednocześnie wydłużając ich żywotność i podnosząc niezawodność”, dodaje Mol. Celem projektu EVERLASTING było również wydłużenie zasięgu jazdy bez zmiany rozmiaru akumulatora i przy zachowaniu komfortu użytkowania. Dokonano tego poprzez rozszerzenie – w granicach bezpieczeństwa – zakresu parametrów roboczych akumulatora i wykorzystanie zarządzania energią układu napędowego. Wyniki osiągnięte w testach okazały się bardzo dobre – zasięg zwiększył się o 5,6 %. Partnerzy projektu opracowali również ustandaryzowaną architekturę BMS (sprzęt, oprogramowanie i interfejsy) oraz procedury testowania niezawodności tych systemów w celu dalszego jej zwiększenia. Mol podkreśla, że informacje te zostaną upublicznione, aby z prac poprzedzających standaryzację mogła skorzystać cała społeczność skupiona wokół prac nad pojazdami elektrycznymi.
Upowszechnianie i szerszy wpływ
Wyniki projektu EVERLASTING miały znaczący wpływ na komercjalizację, zapewnienie wysokiej jakości badań naukowych i edukację. Partnerzy przemysłowi projektu oraz współpracujące instytuty badawcze wskazali 38 komponentów technologicznych. Większość z nich osiągnęła poziom gotowości technologicznej (TRL) między siódmym a dziewiątym, ma wyraźnie określone zastosowania i została już włączona do portfolio komercyjnych produktów i usług partnerów. O znaczeniu naukowym projektu świadczy duża liczba publikacji (37 publikacji w czasopismach, 20 recenzowanych i 33 nierecenzowane publikacje konferencyjne), a także dwie rozprawy doktorskie, 14 wydarzeń publicznych i 33 dokumenty publiczne (w tym 13 białych ksiąg). Projekt EVERLASTING został włączony do pilotażowego programu Komisji Europejskiej w zakresie otwartych danych badawczych, a za pośrednictwem repozytorium 4TU.ResearchData udostępniono 27 otwartych zbiorów danych. „Na poziomie społecznym wyniki projektu EVERLASTING przyczynią się do powstania bezpieczniejszych, bardziej niezawodnych i wydajnych akumulatorów, co ostatecznie doprowadzi do zwiększenia wykorzystania mobilności elektrycznej”, podsumowuje Mol.
Słowa kluczowe
EVERLASTING, akumulator, niezawodność, pojazd elektryczny, BMS, bezpieczeństwo, zasięg, system zarządzania akumulatorem
