Goreče litijeve baterije v avtomobilih lahko hitro postanejo nevarne za ljudi in okolje. Dosedanji opozorilni sistemi se odzovejo le nekaj minut pred samovžigom baterije, tako imenovanim termičnim pobegom.
Nemški Zvezni inštitut za raziskave in testiranje materialov (BAM) skupaj s podjetjem Vitesco Technologies zdaj razvija sistem zgodnjega opozarjanja, ki bo tedne vnaprej opozoril na morebitne nevarne poškodbe baterije in tako pomagal zaščititi ljudi. Pravni predpisi v Evropski uniji določajo, da mora električni avtomobil dati opozorilni signal osebam v potniškem prostoru vsaj pet minut pred toplotnim iztekom baterije. To se običajno izvaja prek sistema za upravljanje baterije (BMS), elektronske nadzorne enote baterije. Sistem BMS spremlja delovanje in stanje posameznih baterijskih celic in sklopov celic.
Popolna izguba baterije je do zdaj skoraj neizogibna
Zdajšnji opozorilni sistemi zaznavajo okvarjene spremembe v bateriji s pomočjo senzorjev, ki se odzivajo na sumljive spremembe temperature ali tlaka v bateriji. Slabost tega je, da se alarm sproži šele, ko je baterija že resno poškodovana. Na tej točki se običajno ne morete izogniti toplotnemu pobegu in s tem verjetno popolnemu uničenju baterije.
Družba BAM v sodelovanju s podjetjem Vitesco Technologies raziskuje opozorilni sistem, ki prej opozori na kritične spremembe v posameznih baterijskih celicah in tako pomaga preprečiti popolno izgubo. Osnova inovativnega sistema zgodnjega opozarjanja je postopek, ki nenehno meri in analizira upornost električnega izmeničnega toka – impedanco – v celici.
Novi sistem meri in analizira impedanco
“Sprememba impedance lahko kaže na različne napake ali neželena stanja,” pojasnjuje Tim Tichter, ki v okviru projekta izvaja raziskave v podjetju BAM. “Te so lahko na primer posledica vibracij, udarcev, toplotnih obremenitev, okvar materiala ali celo proizvodnih napak. Ne glede na vzrok pa je v vsakem primeru treba pričakovati spremembo impedance.“
Do zdaj so bili za smiselne impedančne analize potrebni dolgi merilni časi. Te preprečujejo izvajanje takšnih analiz v sistemu BMS. Inovativni pristop projektne skupine: Modifikacija metodologije meritev, tako da je mogoč velik pospešek pri zapisovanju in obdelavi impedančnih podatkov. Sistem zgodnjega opozarjanja, ki temelji na tej tehnologiji, je namenjen sprožitvi storitve v primeru izrednega dogodka ali kot takojšnji zaščitni ukrep, npr. odklop posameznih celic. S tem ne bi le preprečili resne poškodbe litijevih baterij in prihranili stroškov, temveč bi tudi bolje zaščitili ljudi pred nevarnostjo požara baterije.
