Svenska algoritmer ger effektivare elbilsbatterier

2018-05-11 12:03  

Chalmersforskare vinner pris för att ha tagit fram metoder som förlänger livet på litiumjonbatterier. "Tricket är att hålla koll på hur batteriet beter sig”, säger Torsten Wik, biträdande professor i forskargruppen för reglerteknik.

Tillverkningen av ett litiumjonbatteri är dyr och kunskapen om hur batteriets livslängd kan optimeras är fortfarande ett område där det sker mycket utveckling. Nu har forskare vid Chalmers Tekniska Högskola belönats med Volvo Cars Technology Award 2017 efter att ha tagit fram nya modeller för att beräkna ålder och livslängd på litiumjonbatterier.

Den nya modellen går ut på att bestämma batteriets gränser för ström och spänning. Detta sker med hjälp av matematiska beräkningar av battericellerna. Genom att beräkna dessa gränser kan batteriets kapacitet utnyttjas mer effektivt samtidigt som man kan öka batteriets livslängd.

– De verkliga gränserna för hur ett batteri bör användas beror på kemiska och fysikaliska förhållanden inuti cellerna. Utmaningen är att skatta dessa förhållanden genom yttre mätningar av ström, spänning och temperatur, säger Torsten Wik, biträdande professor i reglerteknik på Chalmers.

Eftersom det ännu inte går att mäta konditionen hos ett litiumjonbatteri i realtid behöver man i stället räkna fram den. Ett batteris livslängd beror normalt sett på flera yttre faktorer så som ström, spänning, och temperatur. De beräkningsmodeller som tagits fram behöver därför kunna anpassas .

– Olika fordon pressar batteriet på olika sätt och sliter ut det olika fort. Om du snabbladdar och maxaccelererar åldras batteriet på ett annat sätt än om du kör lite lugnare och laddar försiktigare. Poängen är att anpassa beräkningsmodellerna efter enskilda battericellers beteenden, säger Torsten Wik.

För att beskriva battericellernas beteende så väl som möjligt behöver modellerna kontinuerligt anpassas efter varje battericells skattade tillstånd. Genom att titta på hur cellerna beter sig under vanlig användning går det att få ut hur åldrade batterierna är. Battericellens tillstånd avgör sedan till exempel hur mycket energi och effekt som är tillgängligt.

Utöver de begränsade yttre villkoren finns det även begränsande villkor inne i battericellen. Inre begränsande villkor kan vara överpotential vid elektroderna eller loka temperaturer inuti cellerna.

– Priset för att bestämma mer detaljerat vad som händer inne i cellen är att det blir mer beräkningar. Men det skulle medföra ett bättre utnyttjande av batteriets fulla potential, säger Torsten Wik.

Forskningsgruppen har nyligen sökt anslag för ett gemensamt projekt med Insplorion, som i sin tur utvecklat pyttesmå sensorer som sätts in i cellerna vid tillverkningen av ett litiumjonbatteri. Dessa sensorer har i uppgift att rapportera och ge information om kemiska förändringar i batteriet, och fungera som ett komplement till den voltametriska mätningen.

Maria Kotaleski

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt