SmartCells, de slimme batterijcel
Decentralisatie is populair, ook in de manier waarop batterijen worden gemonitord en bijgestuurd. Bij VITO/EnergyVille sleutelen we daarom aan een innovatief batterijbeheersysteem gebaseerd op ‘gedistribueerde intelligentie’. De slimme batterijcellen kunnen straks aan de basis liggen van een disruptief nieuwe waardeketen voor batterijen van Europese makelij.
Bezorgdheden over batterijen
Als het om batterijen gaat, komen de volgende bezorgdheden naar voor:
- Veiligheid en risico: Het risico op brand is altijd aanwezig. Of het nu gaat om een openbare bus, een elektrische auto, een scooter of een netgekoppelde batterij.
- Capaciteit: Er is nog steeds grote bezorgdheid over de capaciteit van batterijen. bijv. het snel veranderende bereik van elektrische voertuigen volgens de veranderingen in de omgevingstemperatuur. Het aantal cycli of met andere woorden de degradatie-effecten op een batterij versus de beperkte garantie die op de batterij wordt geboden.
- Systeemcomplexiteit: Alle batterijprojecten hebben nood aan complexe elektronica, meerdere kabels en mechanische ontwerpbeperkingen. Deze complexiteit zal van invloed zijn op het integratiewerk voor de batterij-integratie (op moduleniveau maar ook op systeemniveau). Het heeft ook invloed op het onderhoud en het demontageproces bij second-life toepassingen.
- Kosten: Velen van ons hebben de overgang van de brandstofauto naar volledig elektrische auto’s overwogen, maar de investering is aanzienlijk omdat de batterij het duurste onderdeel is. Op dit moment ontbreekt het ons bovendien aan een sterk financieel model om het ecosysteem voor tweedehandsbatterijen te ondersteunen. De reden hiervoor is dat aan verouderde batterijen geen restwaarde wordt toegekend en er geen garanties zijn over de continue beschikbaarheid van deze verouderde batterijen.
Onze oplossing: de SmartCell
Met SmartCell, de slimme batterijcel, bieden we een antwoord op al deze bezorgdheden.
Over de SmartCell
De binnenkant van SmartCells
- een processor (of microcontroller),
- geheugen voor o.a. het batterijcelpaspoort,
- het bewakingsgedeelte voor spanning, stroom en temperatuur,
- een communicatieruggengraat,
- en interfaces voor andere sensoren om een toekomstbestendig subsysteem te hebben.
De voordelen
- een verbeterde veiligheid (elimineert het brandrisico),
- verhoogde prestaties,
- een afname van het aantal draden en een vereenvoudiging van het ontwerp van batterijsystemen,
- samen met een toename van de modulariteit en flexibiliteit,
- en tot slot de mogelijkheid voor OEM’s om te profiteren van een open softwareplatform om hun eigen softwareontwikkeling op in te pluggen.
De architectuur van de SmartCell
De architectuur is gebaseerd op een gedistribueerde GBS-intelligentie met weinig gateway-eenheden en individuele celsupervisors, die allemaal onderling verbonden zijn met een beperkte bedradingsbackbone. De celsupervisor is geïntegreerd in de batterijcel en is opgebouwd rond één applicatiespecifiek geïntegreerd circuit met geheugen- en verwerkingsmogelijkheden om te communiceren, kritieke celparameters te bewaken en actieve en dynamische celbalanceringsstrategieën te ondersteunen. De celsupervisor biedt ook interfaces voor mogelijke intra-celsensoren voor geavanceerde bewaking, veiligheid en toestandsschatting.
Het SmartCell-batterijpaspoort
Het batterijpaspoort zoals voorgesteld in de nieuwe batterijregelgeving beoogt o.a. om het tweede leven van batterijsystemen te vergemakkelijken. Het SmartCell-batterijpaspoort gaat verder dan dat niveau en bevat alle waardevolle en toegankelijke informatie die tijdens de levensduur van de cel is verzameld. Naast het feit dat deze tool een efficiënte gebruiks- en onderhoudsstructuur mogelijk maakt, levert het waardevolle input op die de testbehoeften aan het einde van de eerste levenscyclus substantieel beperkt.
Meer weten?
Benieuws naar de mogelijkheden van SmartCells? Serge vertelt je er graag meer over.
