Innowacyjna technologia zarządzania akumulatorami oznacza tańsze i wydajniejsze samochody elektryczne
Systemy zarządzania bateriami (BMS) odgrywają ważną rolę w optymalizacji wykorzystania coraz większych stosów akumulatorów dzięki poprawie ich trwałości, wydajności i niezawodności. Zapewniają one prawidłowe ładowanie i rozładowanie akumulatorów litowych, kontrolując temperaturę każdego ogniwa litowego w celu uniknięcia niebezpiecznych awarii, a także równoważą stopień naładowania i chronią każde ogniwo w układzie. BMS to jeden z najważniejszych elementów akumulatorów pojazdów elektrycznych, odpowiadający zazwyczaj za około 15 % całkowitych kosztów systemu. Finansowany przez UE projekt SmartCharge miał na celu obniżenie kosztów układów BMS o około jedną trzecią poprzez zastosowanie technologii wyspecjalizowanych układów scalonych (ASIC) do opracowania nowego układu scalonego służącego do zaawansowanego zarządzania akumulatorami (ICAB). ICAB jest zintegrowanym układem opartym na ASIC, pełniącym rolę lokalnej jednostki monitorującej w obrębie dużych układów BMS. „Obniżenie kosztów układów BMS i poprawa wydajności jest kluczem do ograniczenia związanych z akumulatorami problemów utrudniających upowszechnienie pojazdów elektrycznych”, mówi Lars Barkler, dyrektor generalny duńskiego przedsiębiorstwa LiTHIUM BALANCE, koordynatora projektu. Ekonomiczne, niezawodne i optymalnie działające rozwiązania zarządzania akumulatorami do pojazdów elektrycznych Partnerzy projektu opracowali i zademonstrowali nowatorski układ ICAB, który będzie stosowany w układach BMS produkowanych i produkowanych przez LiTHIUM BALANCE. BMS może być sprzedawany producentom pojazdów elektrycznych po cenie o 30 % niższej od cen konkurencyjnych systemów. W efekcie najdroższy element pojazdów elektrycznych – akumulator – będzie tańszy o 5 %. Przyczyni się to w znacznym stopniu do obniżenia ceny końcowej pojazdów elektrycznych i ułatwi upowszechnienie transportu elektrycznego. Zespół rozpoczął od przeprowadzenia studium wykonalności, które obejmowało analizę rynku w celu potwierdzenia wykonalności koncepcji SmartCharge dotyczące układów ASIC przeznaczonych do zarządzania akumulatorami. Respondenci byli zgodni, że na rynku występuje obecnie popyt i że wysokie koszty istniejących układów BMS są problemem dla producentów oryginalnego wyposażenia w przemyśle motoryzacyjnym. Producenci ci są generalnie zainteresowani obniżeniem kosztów układów BMS i poprawą wydajności w celu przezwyciężenia związanych z akumulatorami przeszkód utrudniających upowszechnienie pojazdów elektrycznych. Ponadto studium wykonalności umożliwiło zidentyfikowanie potencjalnych partnerów w kontekście rozwoju i produkcji układów ASIC, certyfikacji międzynarodowej i sprzedaży układów BMS producentom samochodów. Obecnie brak jest standardowych wysokonapięciowych systemów BMS klasy samochodowej, zdolnych do aktywnego równoważenia w produkcji seryjnej, „aczkolwiek możliwe jest dodanie dodatkowych układów ASIC, które pozwolą na zapewnienie aktywnego równoważenia stopnia naładowania ogniw przy ponad trzykrotnym wzroście kosztów chipów, co oznacza, że jest to nie do zaakceptowania z punktu widzenia produkcji masowej”, wyjaśnia Barkler. „Opatentowana przez ICAB koncepcja równoważenia hybrydowego stanowi istotny przełom technologiczny, pozwalający na wykorzystanie zalet aktywnego równoważenia bez skalowania kosztów chipów dzięki innowacyjnemu podejściu do aktywnego równoważenia w module, bezpośrednio wdrożonemu w samym układzie ASIC”. Ponadto, unikalny analogowy front end LiTHIUM BALANCE pomaga wyeliminować wpływ zakłóceń elektromagnetycznych, umożliwiając komunikację przez linie zasilające w układach BMS. „Rozwiązanie ICAB jest postrzegane przez naszych potencjalnych klientów jako znaczący krok naprzód w stosunku do stanu obecnego w sektorze”, podsumowuje Barkler. Konsorcjum skoncentruje się teraz na pełnej demonstracji i komercyjnym wdrożeniu samego ASIC i systemu BMS wykorzystującego komponent ASIC.
Słowa kluczowe
SmartCharge, pojazdy elektryczne, układy BMS, akumulator, ASIC, zarządzanie akumulatorami, ICAB, akumulator litowy
