Elektrikli araç bataryası hücre hücre yaşlanıyor, en zayıf hücre bütün paketi erken bitiriyor

Lityum paket bütün hücreleriyle aynı anda yaşlanmıyor. Üretim sapması, hammadde, dizilim, ısı ve yük bazı hücreyi daha çabuk yıpratıyor. Kapasite orada erken düşüyor, iç direnç erken yükseliyor. Kalan hücre hâlâ dolu olsa da paket o en zayıf halkaya göre nefes kesiyor. Bu, gerçek filoda büyük örnekle ölçülen ilk işlerden.

Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü’nden Zhongwei Chen ve Chalmers’tan Changfu Zou’nun ekibi 116 binek elektrikliyi NMC paketiyle, 17 elektrikli otobüsü LFP hücreyle izledi. Veri üç yılı aşkın. Bazı araç 300 bin kilometre yaptı. On saniyede bir kablosuz alınan 587,5 milyon satır var. Çoğu araçta hücreler arası fark 170 bin kilometre civarında belirginleşiyor. Tempo her araçta aynı değil.

Şarjı en boş hücre durduruyor, yüksek akımda en dirençli hücre akımı kesiyor

Seri bağlı hücreden aynı akım geçer. Şarjda en düşük kapasiteli hücre üst gerilim sınırına önce çarpar. Paketi aşırı doldurmamak için şarj kısılır. Yüksek çekişte iş iç dirençtedir. Direnci yüksek hücre aynı akımda gerilimi daha çok düşürür, alt sınıra önce iner. Batarya yönetim sistemi o zaman bütün paketin azami akımını kısar.

Binek elektrikli ömrü boyunca potansiyel enerjinin ortalama yüzde 80,7’sini kullanmış. Otobüs yüzde 72,9. Geriye yüzde 19,3 ve yüzde 27,1 kullanılmadan kalmış. Dengesiz doluluk tek başına kapasiteyi genelde yüzde 2’den az kesiyor. Dengeleme bunu toparlıyor. Asıl damga, en kötü hücrenin paketi erken emekliye ayırması. Büyüyecek batarya pazarında bu kabaca beşte birlik kayıp onlarca milyar dolara yazılabilir.

Otobüs neden daha kötü? Daha uzun seri hat: 156 hücreye karşı binekte 95. Gerilim dengeleme yok. Isı da daha savruk. Hücreler arası gerilim farkı otobüste 300 milivolte kadar açılmış. Binekte 100 milivoltun altında kalmış.

Fabrikada daha sıkı ayıklama ve daha iyi dengeleme paketi kurtarır, karmaşık paket pahalıya biner

Yazarlar üretimde hücreyi daha sıkı ayıklamayı, soğutmayı ve çalışırken gerilim dengelemeyi öneriyor. Yeniden yapılandırılabilir paket de konuşuluyor. O yol tasarımı ve fiyatı şişirir. Sonuçlar temkinli duruyor. Ömür sonu eşik olarak yüzde 85 sağlık alınmış, alışılmış yüzde 80 değil. Çünkü izlenen araçlar henüz o derin düşüşe inmemiş.

Telefonda üç yıl, otomobilde on yıl gibi kaba kıyas bu çalışmanın konusu değil. Buradaki sayı, hücreler arasındaki uçurumun paket ömrünü ve çekiş gücünü kestiği. En iyi hücre değil en kötü hücre raf ömrünü yazıyor.