De Smart Battery Cell: de intelligente oplossing voor onze heroplaadbare toekomst

Status: Lopend Energie

Decentralisatie is in, ook in de manier waarop batterijen worden bewaakt en bijgestuurd. Bij VITO/EnergyVille werken we aan een innovatief batterijbeheersysteem op basis van 'gedistribueerde intelligentie'. De slimme batterijcellen kunnen binnenkort de basis vormen van een disruptieve nieuwe waardeketen voor batterijen van Europese makelij.

Bezorgdheden over batterijen

Als het om batterijen gaat, moeten we rekening houden met een aantal bezorgdheden:

Veiligheid en risico: het risico op brand is altijd aanwezig. Of het nu gaat om een bus van het openbaar vervoer, een elektrische auto, een scooter of een netgekoppelde batterij.
Prestaties:
1. Er is nog steeds een grote bezorgdheid over de capaciteit van batterijen. bv. de snel veranderende actieradius van elektrische voertuigen afhankelijk van de veranderingen in de omgevingstemperatuur.
2. Het aantal cycli, met andere woorden de verouderingseffecten op een batterij, versus de beperkte garantie die op de batterij wordt geboden.
De complexiteit van het systeem: Alle batterijprojecten lijden onder de noodzaak van complexe elektronica, meerdere kabels en mechanische ontwerpbeperkingen. En deze complexiteit heeft invloed op het integratiewerk voor de batterij-integrator (op moduleniveau maar ook op systeemniveau). Het heeft ook invloed op het onderhoud en bovendien op het demontageproces bij het hergebruik voor second-life toepassingen.
Kosten: Velen van ons hebben de overstap van brandstofauto's naar volledig elektrische auto's overwogen, maar de investering is aanzienlijk omdat de batterij het duurste onderdeel is. Op dit moment ontbreekt het ons aan een sterk financieel model om het ecosysteem voor second-life batterijen te ondersteunen. De reden hiervoor is dat er geen restwaarde wordt toegekend aan oude batterijen en er geen garanties zijn over de continue beschikbaarheid van deze oude batterijen.

Onze oplossing

De SmartCell is is ons antwoord op al deze bezorgdheden.

De binnenkant van onze SmartCells

Belangrijkste functies van de SmartCells

een processor (of microcontroller),
geheugen voor onder andere het paspoort van de batterijcel,
het monitoringgedeelte voor spanning, stroom en temperatuur,
een communicatiebackbone,
en interfaces voor andere sensoren om een toekomstbestendig subsysteem te krijgen.

Voordelen van de SmartCells

veiliger (eliminatie van het brandrisico),
betere prestaties,
minder draden en een eenvoudiger ontwerp van batterijsystemen,
een toename in modulariteit en flexibiliteit,
en tot slot de mogelijkheid voor OEM's om te profiteren van een open softwareplatform om hun eigen softwareontwikkeling op aan te sluiten.

De SmartCell-architectuur

De architectuur is gebaseerd op een gedistribueerd BMS met weinig gateway-units en individuele celsupervisors, die allemaal onderling verbonden zijn met een beperkte bedradingsbackbone. De celsupervisor is geïntegreerd in de batterijcel en is opgebouwd rond één toepassingsspecifieke geïntegreerde schakeling met geheugen en verwerkingscapaciteiten om te communiceren, kritieke celparameters te bewaken en actieve en dynamische celbalanceringsstrategieën te ondersteunen. De celsupervisor biedt ook interfaces voor mogelijke sensoren binnen de cel voor geavanceerde bewaking, veiligheid en inschatting van de toestand.

Het SmartCell batterijpaspoort

Het batterijpaspoort, zoals voorgesteld in de nieuwe regelgeving voor accu's, is onder andere bedoeld om het gebruik van accusystemen tijdens de tweede levensduur te vergemakkelijken. Het SmartCell-batterijpaspoort gaat verder dan dat en bevat alle waardevolle en gemakkelijk toegankelijke informatie die tijdens de levensduur van de cel wordt verzameld. Naast het feit dat deze tool een efficiënte gebruiks- en onderhoudsstructuur mogelijk maakt, levert het waardevolle input die de testbehoefte aan het einde van de eerste levenscyclus aanzienlijk beperkt.