Дослідники з Технологічного університету Граца (TU Graz) разом із партнерами європейського проєкту Nemo розробили новий підхід до контролю акумуляторів електромобілів. У майбутньому така система керування батареєю (BMS) зможе точніше виявляти приховані пошкодження, краще оцінювати стан окремих комірок і допомагати продовжувати ресурс акумулятора.

Сучасні системи керування батареями здебільшого аналізують зовнішні параметри: напругу, силу струму та температуру. На основі цих даних електроніка визначає стан акумулятора, але ранні зміни всередині окремих комірок можуть залишатися непомітними.

Розробка TU Graz використовує більш глибокий аналіз за допомогою електрохімічної імпедансної спектроскопії (EIS). Цей метод дозволяє вимірювати реакцію акумулятора на електричний сигнал і за зміною внутрішнього опору оцінювати його реальний стан. Завдяки цьому система може раніше розпізнавати ознаки пошкодження або старіння.

Щоб навчити алгоритми знаходити потенційні проблеми, дослідники проводили випробування у Battery Safety Center Graz. Акумуляторні елементи навмисно піддавали контрольованим механічним впливам, які імітували реальні ситуації — наприклад, незначні пошкодження після ударів. Отримані дані використали для створення моделей, здатних визначати відхилення у роботі батареї.

Окремий напрям роботи стосувався природного старіння акумуляторів. Під час заряджання та розряджання комірки трохи змінюють свій об’єм. Якщо ці процеси виходять за нормальні межі, всередині батарейного блока можуть виникати додаткові механічні навантаження, які з часом впливають на ресурс.

Фахівці TU Graz створили модель, яка прогнозує такі зміни, а партнери із Vrije Universiteit Brussel доповнили систему алгоритмами оцінки стану комірок протягом усього життєвого циклу батареї. У результаті BMS може не просто повідомляти про втрату ємності, а краще розуміти причини змін і відповідно коригувати роботу акумулятора.

За словами дослідника Крістофа Дріссена з Інституту безпеки транспортних засобів TU Graz, раннє виявлення пошкоджень через систему керування батареєю може знизити ризики під час експлуатації електромобілів. А точніше відстеження стану кожної комірки допоможе використовувати акумулятор ефективніше та довше.

Важливо, що новий підхід не потребує значного збільшення розміру чи маси обладнання. Команда вже створила демонстраційну систему на рівні акумуляторного модуля, а наступним етапом стане підготовка технології до можливого промислового використання.