„Beszélő” akkumulátorok hozhatják el az energiatárolás forradalmát

Egy német kutatócsoport bebizonyította, hogy az elektromos autók akkumulátora nem csupán passzív energiatárolóként funkcionálhat, hanem folyamatosan jelentést küldhet a saját belső állapotáról, figyelmeztetve ezzel a legkisebb rendellenességre is. A Kieli Egyetem tudósai egy olyan új kommunikációs elvet dolgoztak ki, amely lehetővé teszi, hogy az akkumulátorok „elárulják”, ha a belsejükben megváltozik a hőmérséklet vagy gázok képződnek.

A rendszer egyik legnagyobb előnye, hogy nem igényel plusz adatkábeleket, így az akkumulátorkezelő egységek egyszerűbbé, olcsóbbá és biztonságosabbá válhatnak.

A „beszélő” akkumulátor természetesen nem szavakat használ, hanem digitális adatfolyamon keresztül kommunikál a külvilággal. A fejlesztés lényege, hogy a cellák belsejében elhelyezett szenzorok külön vezetékek nélkül juttatják el a mérési adataikat a vezérlőhöz. A rendszer a már meglévő tápcsatlakozókat, valamint a töltést és kisütést szabályozó elektronikát használja fel az információ továbbítására.

„A munkánk az első lépés az intelligens akkumulátorok felé, amelyek folyamatosan figyelik a saját állapotukat, és jelentenek is róla” – jelentette ki az Uni Kiel közleményében Dr. Hamzeh Beiranvand, a Teljesítményelektronikai Tanszék munkatársa. A szakember szerint ez a megoldás egyszerre teheti biztonságosabbá és gazdaságosabbá az akkumulátorrendszereket.

Biztonság a cellák mélyén

A jelenlegi technológiai háttér komoly korlátokat szab a biztonságnak. A modern elektromos járművekben vagy lakossági energiatárolókban használt telepek rengeteg egyedi cellából állnak, a hőmérséklet-érzékelőket pedig általában csak ezek külső felületére illesztik fel.

Ez azért kockázatos, mert a veszélyes túlmelegedés rendszerint az akkumulátorcella belsejében kezdődik, ahol kezdetben láthatatlan marad a külső szenzorok számára.

Bár elméletileg eddig is elhelyezhettek volna érzékelőket a cellákon belül, ehhez olyan kiegészítő elektronikára és kábelezésre lenne szükség, amely értékes helyet foglalna el a szorosan csomagolt egységekben. A kieli kutatók ezt a fizikai akadályt hidalták át egy apró áramkör beépítésével, közvetlenül a cellába, így az minimális helyigény mellett digitális jellé alakítja a szenzorok értékeit. A jel pedig ugyanazokon a pólusokon távozik, amelyeket az áramfelvételre és -leadásra használnak.

Az új módszer nemcsak technikai, hanem gazdasági előnyökkel is jár, mivel kétszeresen használja ki a meglévő alkatrészeket. A kutatócsoport első számításai szerint a rendszer alkalmazása körülbelül 35 százalékkal csökkentheti a kiadásokat a hagyományos, külön szenzorvezetékeket alkalmazó megoldásokhoz képest.

A fejlesztők a jövőben az áramkör további miniatürizálását tervezik, sőt azt akár közvetlenül az új típusú akkumulátor-alapanyagokba is beépíthetik. A technológia hosszú távon minden olyan területen megjelenhet, ahol nagy teljesítményű akkumulátorokat használnak. Ez érinti az elektromos autóipart, a szél- és napenergia tárolására szolgáló ipari telepeket, valamint a háztartási energiatároló rendszereket is.

Gábor János, NEW technology