Шведы предложили способ продлить срок службы батарей электромобилей

Исследователи из шведского университета Чалмерс разработали техническое решение, направленное на увеличение эксплуатационного периода аккумуляторных систем электромобилей. Согласно официальному заявлению вуза, опубликованному в четверг, ключевая идея заключается в изменении схемы соединений внутри батареи по мере ее старения. Такой подход позволяет изолировать слабые ячейки и эффективно использовать оставшуюся емкость пакета.

Проблема неравномерной деградации ячеек

Аккумуляторная батарея представляет собой сложную систему взаимосвязанных элементов, а не монолитный блок, изнашивающийся равномерно. В рамках статических схем подключения различия в характеристиках отдельных ячеек могут ограничивать общую производительность системы, приводя к преждевременному завершению срока службы до полного исчерпания потенциала всех компонентов. Это порождает важный вопрос для владельцев транспорта: означает ли снижение характеристик всего пакета одинаковую степень деградации каждой отдельной ячейки?

Научная работа акцентирует внимание на проблеме вариативности свойств элементов и предлагает механизмы управления этой разницей, чтобы избежать ситуации, когда наиболее изношенные ячейки определяют судьбу всей группы. Вместо жесткой фиксации параметров система адаптируется к текущему состоянию каждого компонента.

Механизм работы адаптивной схемы

Предложенная конструкция базируется на использовании электронных переключателей, установленных вокруг ячеек и управляемых специальной системой, которая модифицирует способ их соединения. Данная архитектура позволяет либо включать конкретную ячейку в рабочий процесс, либо обходить ее, обеспечивая адаптацию батареи к неоднородности состояния своих элементов. Эффективность метода была оценена учеными с помощью детализированных моделей ячеек в различных условиях проектирования и эксплуатации.

Полученные результаты свидетельствуют о возможности увеличения срока службы более чем на 20 процентов, особенно в приложениях высокого напряжения, таких как электрические грузовики и автомобили дальнего действия. Также проводился анализ экономической целесообразности внедрения технологии, включающий отсрочку замены батареи и сохранение более высокой остаточной стоимости аккумулятора.

Теоретические ограничения и практическая реализация

Университет уточняет, что указанная цифра в 20 процентов является теоретическим максимумом для самой передовой версии дизайна, предполагающей индивидуальный контроль каждой ячейки в идеальных условиях. На практике же внедрение, скорее всего, будет опираться на управление группами ячеек, что неизбежно повлияет на объем достижимых улучшений.

Важно различать понятия «срок службы батареи» и «дальность хода после зарядки». Прогнозируемое увеличение ресурса на 20 процентов относится исключительно к моделям, изученным в ходе исследования, и не гарантирует аналогичного роста пробега или результата для каждого конкретного автомобиля. Для иллюстрации принципа действия исследователи смоделировали работу батареи емкостью 80 кВт·ч при среднегодовом пробеге 12 тысяч километров. При условии замены традиционного пакета через 10 лет, предлагаемая схема с возможностью переподключения достигла той же точки износа позже.