В рамках проекта SoCUS Института исследований силикатов Fraunhofer ISC разрабатываются недорогие сенсорные системы, которые можно встроить непосредственно в аккумулятор, и которые могут более точно определять состояние заряда, чем иные доступные на рынке системы.
Стационарные системы хранения электроэнергии, электромобили или другие электрические устройства обычно постоянно контролируются системами управления аккумуляторными батареями. Эти системы определяют состояние заряда для каждой ячейки на основе показаний силы тока (счетчик кулонов) и напряжения. Поскольку расчеты систем управления аккумуляторными батареями основаны на значениях по умолчанию, то эти расчеты могут быть ошибочными. Особенно при частой неполной зарядке, а также в некоторых типах аккумуляторных батарей невозможно точно измерить состояния заряда.
Новый подход, разработанный институтом Фраунгофера ISC, позволяет измерять состояние заряда с помощью ультразвуковых импульсов. При этом непосредственно измеряется и оценивается плотность отрицательного анода, который изменяется в зависимости от состояния заряда ячейки.
У этого метода измерений есть несколько преимуществ: поскольку существует прямая линейная зависимость между состоянием заряда и измерительным сигналом, то оценка состояния заряда становится более простой и более точной, чем известные технологии. Блок оценки данных может одновременно контролировать несколько батарейных ячеек и измеряет состояние заряда только при зарядке и разрядке, при этом постоянный контроль становится лишним, что позволяет экономит дополнительную энергию и, следовательно, затраты. Поскольку ультразвуковой сигнал коррелирует непосредственно с механическими свойствами ячейки, то значительно лучше учитываются процессы старения, что позволяет получить более точные данные о существующей остаточной емкости, и, таким образом, об эффективности аккумуляторной батареи.
Новый метод измерения подходит практически для всех типов аккумуляторов, но пока еще протестирован только для литий-ионных батарей. Поскольку пробег электромобилей по-прежнему является ключевым фактором для дальнейшего расширения электромобильности, то надежная регистрация состояния заряда батареи будет иметь здесь решающее преимущество.
Особенно ценным этот альтернативный метод, разработанный ISC Фраунгофера, может стать для стационарных систем хранения электроэнергии, поскольку здесь в одной системе объединяется большое количество батарейных ячеек. Датчик, который работает только по необходимости и одновременно определяет состояние заряда нескольких ячеек, позволяет уменьшить как энергию, необходимую для его работы, так и затраты на него. В качестве стационарных систем хранения электроэнергии часто используются огнезащитные типы батарей, в которых состояние заряда невозможно определить достаточно точно с помощью существующих методов проведения измерений, но можно точно определить с помощью ультразвука.
Источник: https://www.solarserver.de/solar-magazin/nachrichten/aktuelles/2017/kw48/neues-system-zur-messung-des-batterieladezustands.html