Аккумуляторы необходимы в нашей повседневной жизни. Они используются, например, в электромобилях или других мобильных устройствах, которые требуют электрической энергии. Если пользователь хочет оценить диапазон и срок службы на основе состояния заряда батареи, например, в настоящее время требуются сложные системы управления батареями (BMS). Однако сами они потребляют часть доступной энергии.
Стационарные накопители энергии, электромобили и другие устройства постоянно контролируются системами управления батареями. Используя параметры тока (счет Кулона) и напряжения, они определяют состояние заряда для каждой ячейки. Расчеты BMS основаны на стандартных значениях и поэтому подвержены ошибкам. Особенно при частичной частичной зарядке и определенных типах элементов батареи невозможно точно измерить состояние заряда.
Картинная галерея
Может быть интегрирован в существующие системы
Ученые из ISC работают над альтернативным методом измерения. В рамках проекта So-CUS разрабатываются экономичные сенсорные системы, которые, по мнению института, могут быть интегрированы непосредственно в батарею и измерять состояние заряда более надежно, чем обычные системы. Новый подход позволяет измерять состояние заряда с помощью ультразвуковых импульсов. Плотность отрицательного анода, который изменяется в зависимости от состояния заряда элемента, измеряется и оценивается напрямую.
Согласно ISC, это приводит к нескольким преимуществам: поскольку существует прямая линейная зависимость между состоянием заряда и измерительным сигналом, оценка проще и точнее, чем известные методы, и может быть очень хорошо интегрирована в существующие системы. Блок оценки способен контролировать несколько элементов батареи одновременно и измерять состояние заряда только во время зарядки и разрядки, что означает отсутствие постоянного контроля. Это также сэкономит энергию и, следовательно, затраты.
Поскольку ультразвуковой сигнал напрямую связан с механическими свойствами клетки, процессы старения также могут быть лучше приняты во внимание. Таким образом, возможны более точные утверждения о существующей оставшейся емкости и, следовательно, о производительности.
Использование в электромобилях и дронах
По словам Фраунгофера, новый метод измерения подходит практически для всех типов батарей. Однако до сих пор он был в основном проверен на литий-ионные аккумуляторы. Поскольку ассортимент электромобилей по-прежнему является ключевым фактором для дальнейшего расширения электрической мобильности, решающим плюсом здесь будет надежная оценка состояния заряда аккумулятора.
Надежный мониторинг состояния заряда также важен в сравнительно новой технологии беспилотных летательных аппаратов, используемой для проверки промышленных предприятий, ветряных электростанций или для заказа сельскохозяйственных угодий, чтобы иметь возможность точно оценить срок службы батареи для полетов туда и обратно на большие расстояния.
Выгодно даже со стационарными системами хранения
Согласно ISC, альтернативный способ может быть особенно выгодным для стационарного хранения, так как большое количество элементов батареи объединено в одной системе. Датчик, который работает только в случае необходимости и одновременно определяет состояние заряда нескольких элементов, может снизить как энергопотребление, так и затраты. В таком применении часто используются трудно воспламеняющиеся типы батарей, в которых состояние заряда может быть неадекватно определено с использованием предыдущих методов. Однако это можно точно определить с помощью ультразвука.
В целом, новый метод предлагает надежное, энергосберегающее и экономически эффективное расширение существующих методов измерения в системах управления батареями. Согласно Институту Фраунгофера, это открывает много преимуществ, особенно для широко используемых литий-ионных батарей в секторе электромобилей.
Эта статья впервые появилась на нашем партнерском портале Maschinenmarkt.de.