A gyorstöltés tönkreteheti az elektromos autók akkumulátorát egy kutatás szerint

A kereskedelmi töltőállomások magas hőmérsékletnek és nagy ellenállásnak vetik alá az elektromos autók akkumulátorait, ami megrepedezést, szivárgást és tárolási kapacitásuk elvesztését eredményezheti, írják a Riverside-i Kaliforniai Egyetem mérnökei egy új tanulmányban, amelyet az Energy Storage kiadványban publikáltak. Ennek orvoslására a kutatók kifejlesztettek egy módszert alacsonyabb hőmérsékleten történő töltésre, a katasztrofális károk és a tárolási kapacitás elvesztésének kisebb kockázatával.

Mihri Ozkan elektromérnök professzor, valamint Cengiz Ozkan, a Marlan és a Rosemary Bourns Műszaki Főiskola gépészmérnök professzora vezette azt a csoportot, amelyik a Tesla-ból kiszerelt Panasonic NCR 18650B hengeres lítium-ion akkumulátorok egy sorozatát töltötte fel, ugyanazt az ipari gyors töltési módszert használva, mint az autópálya mentén található gyors töltők.

Töltöttek egy sorozatot egy új gyors töltési algoritmussal is, az akkumulátor belső ellenállása alapján, amely zavarja az elektronok áramlását. Az akkumulátor belső ellenállása a hőmérséklet, a töltési állapot, az akkumulátor életkora és más tényezők függvényében ingadozik. A nagy belső ellenállás problémákat okozhat a töltés során.

Az UC Riverside Battery Team töltési módszer egy adaptív rendszer, amely információt szerez az akkumulátorról, az akkumulátor belső ellenállásának ellenőrzésével töltés közben. Leáll akkor, amikor a belső ellenállás beindul, hogy kiküszöbölje a töltési kapacitás vesztést.

Az első 13 töltési ciklusban az akkumulátor tárolási kapacitása mindkét töltési módszernél hasonló maradt. Ezt követően azonban az ipari gyors töltéstechnika a kapacitás sokkal gyorsabb csökkenését okozta – 40 töltési ciklus után az akkumulátorok tárolókapacitásuknak csak 60%-át őrizték meg. A belső ellenállás-töltési módszerrel feltöltött akkumulátorok kapacitása meghaladta a 80%-ot a 40. ciklus után. 80%-os kapacitással az újratölthető lítium-ion akkumulátorok a legtöbb felhasználási cél esetében elérik élettartamuk végét. Az ipari gyorstöltési módszerrel feltöltött akkumulátorok 25 töltési ciklus után érték el ezt a pontot, míg a belső ellenállású akkumulátorok 36 ciklusra voltak jók.

„Az ipari gyors töltés hátrányosan befolyásolja a lítium-ion akkumulátorok élettartamát, mivel növekszik az elemek belső ellenállása, ami viszont hőtermelést eredményez” – mondta a doktori hallgató és társszerző, Tanner Zerrin.
Sőt, 60 töltési ciklus után az ipari módszerrel töltött akkumulátorok repedései, az elektródok és az elektrolit levegőnek való kitettsége növeli a tűz vagy robbanás veszélyét. A 60 Celsius /140 fok Fahrenheit magas hőmérséklet felgyorsította a károkat és a kockázatot.

„A javasolt adaptív gyors töltés új perspektívát kínál az elektromos járművek gyors töltési technológiájának tervezéséhez, jobb biztonsággal és hosszabb akkumulátor élettartammal” – mondta Bo Dong, az egyik doktorandusz társszerző.

A kutatók szabadalmat kértek az adaptív belső ellenállású gyors töltési algoritmusra, amelyet az akkumulátorok és az autók gyártói engedélyezhetnek. Addig is az UCR Battery Team azt javasolja, hogy csökkentsék minimálisra a kereskedelmi gyors töltők használatát, töltsék fel az akkumulátort még a teljes lemerülése előtt és akadályozzák meg a túltöltést.

Forrás: Electric Cars Report

https://electriccarsreport.com/2020/03/study-fast-charging-damages-electric-car-batteries/