Новые алгоритмы усовершенствуют батареи электромобилей

Представьте, если бы батареи в электромобилях можно было менять так же легко, как батарейки в фонарике или фотокамере. Исследователи из Университета Калифорнии в Сан-Диего и специалисты местной инжиниринговой компании разрабатывают технологию, которая позволила бы сделать это.

Американские инженеры предложили использовать вместо громоздких трудно вынимаемых батарей для электромобилей перезаряжаемые батареи из нескольких компактных сменных модулей. Исследователи уже опробовали новую технологию на 4-дверном Volkswagen Golf 2002 года выпуска.

Эта технология полностью меняет правила игры. Сама по себе идея может показаться простой, но ее реализация требует решения некоторых технических вопросов для повышения надежности и практичности системы, — говорит один из спонсоров проекта M-BEAM.

Сменные батарейные блоки могут также использоваться в качестве накопителей для солнечных установок и портативных генераторов энергии.

Чтобы подтвердить жизнеспособность своей технологии, ученые совершат автопробег на машине со съемными перезаряжаемыми батарейными блоками. В пути автомобиль сделает несколько коротких остановок, только чтобы сменить батареи.

Это требует совершенно иного подхода к контролю батарейного питания. Зарядная емкость модулей увеличивается при параллельном подключении, что требует тщательного контроля блуждающего тока между модулями, — говорит руководитель исследовательской группы, профессор Раймонд де Каллафон из Инженерной школы Якобса при Калифорнийском университете в Сан-Диего (США).

Команда ученых разрабатывает алгоритмы оценки заряда и управления током для встраиваемого механизма, который является частью системы, контролирующей каждый батарейный модуль. Алгоритмы обеспечивают одновременную и слаженную работу всех батарейных блоков, которые отличаются по уровню заряда, химическому составу, возрасту и состоянию.

Свои выводы ученые представили в одном из научных журналов в рамках форума IFAC World Congress в Южной Африке. Краткое изложение материала предоставил ресурс PhysOrg.

Исследователи считают, что перезаряжаемые съемные батарейные модули смогут решить многочисленные проблемы современных электромобилей. Горячая замена и объединение модулей батарей позволит увеличить запас хода, который у большинства электромобилей варьируется в пределах от 110 до 160 км на один заряд. По их словам, обычная зарядка занимает слишком много времени (от 4 до 12 часов), а быстрая, которая длится всего 30 минут, пропускает через батарею мощный ток, что сокращает срок ее службы и уменьшает безопасность.

По словам исследователей, стоимость электромобиля можно снизить на 10 000 долларов, если не встраивать в него батарейные модули, а сдавать их в аренду. Кроме того, более 40 процентов городских жителей испытывают неудобство от того, что их электромобили заряжаются от розетки, которую нельзя найти на обочине.

Еще съемные модули можно вынуть из автомобиля и перезарядить в доме. А совмещение разных типов накопителей позволяет снизить расход энергии и увеличить запас хода. Батарейные модули можно также использовать в домашней системе резервного хранения электроэнергии.

В настоящее время исследователи работают над уменьшением веса батарейных модулей. Так же как и другая система, эта требует развитой инфраструктуры. По мнению разработчиков, сменные модули должны быть доступны в любом магазине по всей стране.

Система управления батарейным питанием гарантирует защиту от поражения электрическим током. Ученые надеются, что новая разработка позволит изменить представление о мобильном хранении энергии для электрических транспортных средств.