Studiul realizat de cercetătorii de la Universitatea Tehnologică Chalmers arată că pachetele de baterii reconfigurabile pentru vehicule electrice pot prelungi durata de viață a acumulatorilor și pot reduce costurile totale, aspect esențial pentru utilizatorii europeni și operatorii de flote comerciale.
Cercetătorii de la Universitatea Tehnologică Chalmers din Suedia, în colaborare cu PHINIA și Scania, au evaluat modul în care pachetele de baterii reconfigurabile pot contribui la extinderea duratei de viață a acumulatorilor pentru vehicule electrice (EV) și la scăderea costurilor pe termen lung. Rezultatele lor, publicate în Nature Communications, confirmă relevanța pentru industria europeană, unde cerințele de sustenabilitate și reutilizare a bateriilor devin tot mai stringente în urma reglementărilor Uniunii Europene.
În prezent, pachetele de baterii pentru EV conțin sute sau chiar mii de celule conectate în serii și paralele. O problemă binecunoscută este că aceste celule nu se deteriorează uniform, iar performanța întregului pachet ajunge să fie limitată de cea mai slabă celulă. O abordare reconfigurabilă implică adăugarea de electronice și sisteme de control capabile să modifice conexiunile între celule, permițând izolarea celor afectate și continuarea utilizării capacității rămase a celorlalte.
În cadrul modelărilor, cercetătorii au arătat că, în scenarii ideale (control individual al fiecărei celule), durata totală de utilizare a unui pachet de baterii ar putea crește cu peste 20%, mai ales în cazul vehiculelor de mare voltaj, precum camioane electrice sau automobile cu autonomie extinsă. Totuși, în practică, gestionarea se face mai frecvent pe grupuri de celule, ceea ce scade ușor beneficiul teoretic.
Pentru a exemplifica impactul, studiul a modelat un pachet de 80 kWh într-un automobil folosit tipic 12.000 km pe an, unde un pachet convențional ar necesita înlocuire după 10 ani. În acest caz, pachetul reconfigurabil a atins același prag de degradare abia după aproximativ 11 ani, oferind aproximativ 14 luni de utilizare suplimentară. De asemenea, valoarea reziduală a fost mai mare datorită degradării mai lente.
Potențial pentru flote și impact economic
Reconfigurabilitatea pachetelor de baterii nu este, deocamdată, implementată pe scară largă în modelele de serie, dar tehnologia a fost testată în prototipuri de cercetare și industriale. Integrarea implică o creștere a costului inițial total al pachetului de baterii, estimată la circa 9% conform analizei componentelor hardware pentru domeniul auto. Profesorul Changfu Zou, de la departamentul de Inginerie Electrică Chalmers, precizează însă că, pe durata de viață, arhitectura se dovedește deja cost-eficientă în diverse condiții reale, datorită extinderii duratei utilizabile și valorii reziduale sporite.
În context european, unde reglementările privind bateria, cum ar fi Regulamentul UE 2023/1542, solicită producătorilor să îmbunătățească sustenabilitatea, să faciliteze reutilizarea și să crească transparența privind durata de viață, tehnologia pachetelor reconfigurabile răspunde direct acestor cerințe. Nu doar că permite extinderea utilizării în vehicul, dar simplifică și trecerea pachetelor către aplicații secundare, ca stocare staționară, ceea ce susține economia circulară și reducerea poluării prin e-waste.
Avantaje tehnice și industriale
În prezent, accentul pus pe potrivirea extrem de strictă a celulelor înainte de asamblare contribuie la costuri de control al calității și la pierderea unor celule altfel utilizabile. Designul reconfigurabil poate relaxa aceste cerințe, crescând flexibilitatea procesului de producție și reducând risipa. În același timp, permite monitorizarea și gestionarea avansată a celulelor, ceea ce se aliniază și cu inițiativele UE privind pașaportul bateriei și diagnosticarea stării de sănătate la nivel de celulă.
Industria europeană de vehicule comerciale (camioane, autobuze) poate beneficia în mod special de tehnologie. Aici, prelungirea duratei de viață a bateriilor și reducerea timpilor de oprire pentru înlocuire au impact direct asupra costului total de operare, un argument comercial major în contextul flotelor mari. Pachetele reconfigurabile se pot integra cu sisteme moderne de management al bateriei (BMS) deja utilizate la nivel premium, completând astfel paleta de soluții pentru fiabilitate și sustenabilitate pe termen lung. Implementarea la scară largă ar putea oferi un avantaj competitiv pentru producătorii europeni în fața tehnologiilor alternative sau a modelelor bazate pe modularitate simplă ori solid-state.
În concluzie, deși reconfigurabilitatea bateriilor aduce o creștere a costului inițial, beneficiile aduse pe întreaga durată de utilizare, reglementările UE privind reciclarea și economia circulară, precum și potențialul de adaptare la nevoi diverse, susțin validitatea acestei inovații tehnologice în peisajul vehiculelor electrice europene și, implicit, românești.