Baterie elektromobilů budou bezpečnější a vydrží déle: Nový systém detekuje poškození v reálném čase

Výzkumníci v Rakousku vyvinuli nový systém řízení baterií (BMS), který dokáže v reálném čase odhalit skryté poškození a sledovat stárnutí uvnitř baterií elektrických vozidel.

Výzkumníci v Rakousku vyvinuli nový systém řízení baterií (BMS), který dokáže v reálném čase odhalit skryté poškození a sledovat stárnutí uvnitř baterií elektrických vozidel. Tato technologie má potenciál výrazně zlepšit bezpečnost, výkon a životnost baterií.

Systém vznikl v rámci projektu Nemo, financovaného Evropskou unií, ve spolupráci Technické univerzity Graz (TU Graz), Vrije Universiteit Brussel a několika průmyslových partnerů. Na rozdíl od běžných systémů, které monitorují především napětí, proud a teplotu, nový přístup poskytuje přímý vhled do vnitřních podmínek bateriových článků. Současné systémy často spoléhají na externí výpočty pro odhad stavu baterie, což ztěžuje identifikaci poškození nebo stárnutí jednotlivých článků, dokud se nezačne projevovat pokles výkonu. Nové modely a algoritmy umožňují systému BMS autonomně identifikovat závady, sledovat degradaci článků a určit, kdy je potřeba údržba.

Klíčovou součástí projektu bylo zlepšení schopnosti systému detekovat bezpečnostní rizika dříve, než se stanou vážnými problémy. „Systém řízení baterií je důležitým nástrojem pro bezpečnější a udržitelnější provoz elektrických vozidel,“ uvedl Christoph Drießen z Institutu bezpečnosti vozidel na TU Graz. Pro trénink systému vědci záměrně poškodili bateriové články v laboratorních testech, například mechanickou deformací simulující drobné nárazy při parkování. Získaná data byla následně použita k vývoji algoritmů schopných rozpoznat podobné známky poškození v reálných bateriích.

Systém využívá elektrochemickou impedanční spektroskopii (EIS), senzorovou techniku, která měří elektrický odpor uvnitř bateriových článků. To umožňuje inženýrům získávat informace přímo zevnitř baterie, namísto pouhého odhadování jejího stavu z externích měření. Tato dodatečná vrstva monitorování může pomoci identifikovat poškozené články v rané fázi, snížit bezpečnostní rizika a umožnit údržbu dříve, než se rozvinou větší problémy. Kromě bezpečnosti se výzkumníci zaměřili také na pochopení stárnutí baterií v průběhu času. Tým z TU Graz vyvinul model, který předpovídá změny objemu bateriových článků během nabíjecích a vybíjecích cyklů. Nadměrná expanze může zvýšit mechanický tlak uvnitř bateriového bloku, což zvyšuje riziko prasklin, deformací, vnitřních zkratů a teplotních špiček. Mezitím výzkumníci z Vrije Universiteit Brussel vyvinuli modely, které sledují stárnutí a změny životnosti jednotlivých článků.

Podle týmu stávající kontroly baterií ukazují hlavně celkovou ztrátu kapacity oproti původnímu stavu baterie. Nový přístup si klade za cíl poskytnout podrobnější obraz o tom, co se děje uvnitř článků, jak stárnou. „Nové modely nám také dávají vhled do změn uvnitř článků, jak stárnou. To umožňuje úpravy, které jsou prospěšné pro výkon, životnost a bezpečnost,“ dodal Drießen. Navzdory přidané funkcionalitě vědci uvádějí, že vylepšený systém řízení baterií by významně nezvýšil velikost ani hmotnost stávajících systémů. Demonstrátor již byl postaven na úrovni bateriového modulu a navazující projekt se zaměří na posun technologie směrem k průmyslovému nasazení.