Znanstvenici sa Sveučilišta u Zagrebu i zagrebačke tvrtke AVL-AST, u suradnji s Južnokazahstanskim sveučilištem, razvili su inovativnu metodu punjenja litij-titanatnih baterija koja omogućuje smanjenje vremena punjenja za 10 do 25 posto – i to bez ikakvih hardverskih promjena
Nova tehnologija zahtijeva samo ažuriranje softvera postojećih punjača, što znatno olakšava njezinu primjenu u praksi.
Litij-titanatne baterije (LTO), posebna vrsta litij-ionskih baterija, poznate su po brzoj mogućnosti punjenja, otpornosti na niske temperature te iznimnoj trajnosti – mogu izdržati i do 20.000 ciklusa punjenja i pražnjenja. Zbog tih svojstava već se koriste u e-vozilima poput autobusa i vlakova, u zrakoplovstvu, pomorstvu te u sustavima za skladištenje energije, osobito u solarnim i hibridnim elektranama. Ipak, kako bi se očuvala sigurnost i dugovječnost tih baterija, punjenje mora biti pažljivo kontrolirano, piše Forbes.
Standardni način punjenja, poznat kao CCCV (stalna struja / stalni napon), koristi jednostavan postupak – baterija se prvo puni konstantnom strujom, a zatim konstantnim naponom, dok se struja postupno smanjuje. Iako široko primijenjen, ovaj pristup ne uzima u obzir stvarno stanje baterije, zbog čega punjenje često traje dulje nego što je potrebno, osobito ako baterija nije potpuno ispražnjena.
vezane vijesti
Kako bi to poboljšali, istraživači su razvili novu metodu nazvanu CCCV-OCV. Ona uključuje adaptivnu povratnu spregu i koristi podatke o naponu u otvorenom krugu (open-circuit voltage – OCV), koji odražava stvarnu razinu napunjenosti baterije. Sustav u stvarnom vremenu prati OCV i na temelju njega automatski prilagođava struju punjenja, čime omogućuje brže, sigurnije i energetski učinkovitije punjenje.
Osim toga, sustav koristi matematičko modeliranje baterije i algoritam koji procjenjuje unutarnje parametre baterije na temelju izmjerenih vrijednosti napona i struje. U cilju veće preciznosti, u krug punjenja uveden je ispitni signal, dok stabilnost sustava u različitim uvjetima osigurava primjena Ljapunovljevog kriterija – metode koja jamči stabilnost algoritma čak i u slučaju smetnji ili odstupanja.
Nova tehnologija testirana je i simulacijski i na pilot postrojenju. Rezultati pokazuju da metoda značajno smanjuje vrijeme punjenja – osobito u slučajevima kada baterija nije bila potpuno ispražnjena – dok se konačna razina napunjenosti ne razlikuje bitno od one postignute klasičnim postupkom (razlika manja od 0,25 posto). Također, toplinski gubici ostaju jednaki, što potvrđuje sigurnost nove metode.
Ključna prednost sustava CCCV-OCV je njegova kompatibilnost s postojećom infrastrukturom – umjesto skupih hardverskih zamjena, dovoljna je softverska nadogradnja punjača. Time se otvara prostor za širu i bržu implementaciju ove tehnologije, koja bi mogla znatno unaprijediti učinkovitost punjenja u brojnim industrijama.
