Ett nytt genombrott från tyska Fraunhofer IFAM kan bli ett stort steg framåt för både säkerhet och hållbarhet i elbilsbatterier. Forskarna har nämligen utvecklat en metod som kan kika rakt in i batteriets ”hälsa” – medan bilen kör – och reagera omedelbart om något är fel.
Metoden heter dynamisk impedansspektroskopi och mäter batteriets tillstånd genom att analysera förhållandet mellan ström och spänning. Tidigare har den typen av mätningar krävt att batteriet stod stilla, och det kunde ta upp till 20 minuter att få svar. Nu kan det göras i realtid, även när bilen är i full fart.
– Framför allt öppnar tekniken för nya möjligheter att optimera batteristyrningen och förlänga livslängden. Samtidigt banar den väg för användning i säkerhetskritiska sammanhang, säger projektledaren Hermann Pleteit.
Tricket är att batteriets laddnings- eller urladdningsström får ett multifrekvent testsignal, som kan avslöja vad som händer inne i cellerna – hela vägen ner på komponentnivå. Signalerna mäts upp till en miljon gånger i sekunden och analyseras blixtsnabbt av algoritmer som filtrerar fram de viktigaste uppgifterna. Resultatet blir en detaljerad hälsokontroll av batteriet på plats.
Fördelen är att bilens batteristyrning kan reagera direkt. Om en cell blir för varm kan den stängas av eller strypas innan skadan är skedd – helt utan de externa temperatursensorer som normalt registrerar problemet för sent.
Grafen visar hur impedanskurvorna förändras dynamiskt under en laddcykel. Kurvorna ger information om de fysiska och kemiska processer som pågår inne i battericellen (grafik: Fraunhofer).
Smartare laddning
Tekniken kan också göra laddningen smartare. Behöver du snabbt vidare från en snabbladdare kan bilen ge full effekt utan att batteriet tar skada. Står du däremot parkerad i flera timmar kan laddningen ske långsammare för att minimera slitage.
Fraunhofer ser även potential inom allt från vindkraftparker och solceller till elflyg och fartyg. Och metoden fungerar inte bara på dagens litiumjonbatterier, utan även på framtidens solid state-, natriumjon- och litium-svavelceller.
Med andra ord: Framtiden kan mycket väl bjuda på elbilar som själva håller koll på sitt inre hälsotillstånd – hela tiden.