Cztery strefy zamiast jednego układu chłodzenia
Tradycyjne systemy chłodzenia w samochodach elektrycznych traktują cały pakiet baterii jako jedną całość. Płyn chłodzący krąży przez wszystkie moduły, co często prowadzi do nierównomiernego rozkładu temperatur. Niektóre ogniwa nagrzewają się znacznie bardziej niż pozostałe, a układ nie jest w stanie temu skutecznie zaradzić. Dectravalve wprowadza zupełnie nową koncepcję zarządzania temperaturą. To zwarty szereg zaworów umożliwiający kontrolę cieplną w czterech niezależnych strefach jednocześnie, wykorzystując przy tym tylko jedno wejście chłodzące. Każdy moduł baterii otrzymuje dokładnie taką ilość chłodzenia, jakiej aktualnie wymaga.
Czytaj też: Chiny testują silnik turboodrzutowy z drukarki 3D. To naprawdę się dzieje?
Nasza innowacja jest imponująco prosta: pojedyncza, cyfrowo sterowana jednostka, która może zarządzać czterema lub więcej strefami chłodzenia oddzielnie – tłumaczy Martyn Talbot z Hydrohertz
System rozwiązuje również problem przepływu krzyżowego, gdzie ciepło z przegrzanej sekcji mogłoby przenosić się na inne części baterii. W praktyce oznacza to brak wspólnego obwodu, przez który grupa przegrzanych ogniw mogłaby powodować szersze problemy termiczne.
Od 30 do 10 minut. Co pokazały badania?
Hydrohertz przeprowadził testy we współpracy z ekspertami z Warwick Manufacturing Group. W badaniach wykorzystano baterię litowo-żelazowo-fosforanową (LFP) o pojemności 100 kWh, podobną do tych stosowanych w wielu obecnie dostępnych autach elektrycznych. Wyniki wyglądają obiecująco, ponieważ akumulator wyposażony w układ Dectravalve utrzymał najgorętsze ogniwo poniżej 44,5°C, przy różnicy temperatur w całym pakiecie wynoszącej zaledwie 2,6°C. Dla porównania, w standardowych warunkach szybkiego ładowania temperatury sięgają 56°C, z różnicami dochodzącymi do 12°C pomiędzy poszczególnymi ogniwami.
Dlaczego te liczby mają znaczenie? Gdy temperatura ogniw przekracza 50°C, system zarządzania baterią musi ograniczyć moc ładowania, aby zapobiec uszkodzeniom. To właśnie dlatego szybkie ładowanie zwalnia w końcowej fazie – bateria się przegrzewa i auto zmuszone jest zmniejszyć tempo poboru energii. Z technologią Hydrohertz ten problem wydaje się znikać. Wszystkie moduły utrzymują optymalną temperaturę przez cały proces ładowania. Skutek? Czas ładowania od 10% do 80% na ładowarce 350 kW może skrócić się z 30 minut do około 10 minut, co daje redukcję o 68%.
Szybsze ładowanie to niejedyna potencjalna korzyść. Utrzymanie akumulatorów w optymalnych warunkach termicznych może zwiększyć jego wydajność o około 10% w normalnych warunkach użytkowania. Dla typowego auta elektrycznego średniej wielkości oznacza to dodatkowe 48-64 km zasięgu na jednym ładowaniu. System wpływa również na bezpieczeństwo. Ograniczając maksymalne temperatury ogniw, Dectravalve redukuje ryzyko osadzania litu, czyli procesu, który może prowadzić do uszkodzenia baterii, a w skrajnych przypadkach do niekontrolowanego przegrzania. Dłuższa żywotność baterii to kolejny potencjalny atut. Baterie w pojazdach elektrycznych szybciej tracą pojemność, gdy pracują w podwyższonych temperaturach. Precyzyjna kontrola cieplna oznacza, że bateria dłużej zachowuje swoją początkową sprawność.
Większy zasięg i dłuższe życie baterii to nie wszystko
Warto zauważyć, że technologia jest niezależna od chemii akumulatorów. Działa równie efektywnie z bateriami LFP, jak i z nowszymi rozwiązaniami dopiero wchodzącymi na rynek. Producenci mogliby więc ją zastosować bez konieczności całkowitej zmiany projektu systemu. Hydrohertz nie ujawnia jeszcze, kiedy ich narzędzie trafi do produkcji seryjnej ani z jakimi producentami prowadzi rozmowy. Firma podkreśla jednak, iż Dectravalve to kompaktowe i stosunkowo niedrogie rozwiązanie, co mogłoby ułatwić jego wdrożenie. System znajduje również zastosowanie poza motoryzacją, gdyż firma wskazuje centra danych, rolnictwo i lotnictwo jako potencjalne obszary wykorzystania.
Czytaj też: Twoje auto stanie na kołach z przyszłości. Tajemnica idealnego stopu aluminium została złamana
Prawdziwym sprawdzianem dla każdej nowej technologii jest jej masowe wdrożenie i długoterminowa niezawodność. W przypadku Dectravalve kluczowe będzie przekonanie producentów samochodów do integracji tego rozwiązania z ich istniejącymi platformami. Technologia, o której mówimy, wydaje się obiecująca, szczególnie w kontekście rosnących oczekiwań konsumentów dotyczących czasu ładowania. Jeśli uda się osiągnąć deklarowane parametry w warunkach rzeczywistego użytkowania, mogłoby to znacząco wpłynąć na postrzeganie samochodów elektrycznych przez potencjalnych nabywców.