Ο όμιλος Sunlight ολοκλήρωσε με επιτυχία το καινοτόμο έργο Ε&Α SHB, για πιο έξυπνες και υγιείς μπαταρίες ιόντων λιθίου
Το καινοτόμο έργο Ε&Α του ομίλου Sunlight και του INEM, , που υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος του ΕΣΠΑ "Ανατολική Μακεδονία και Θράκη, 2014-2020", ολοκληρώθηκε με επιτυχία.
Στο πλαίσιο αυτής της συνεργασίας Έργο έρευνας, ανάπτυξης και καινοτομίας, η Sunlight Group Energy Storage Systems, παγκοσμίως κορυφαία τεχνολογική εταιρεία και πάροχος καινοτόμων λύσεων αποθήκευσης ενέργειας, και η INEM Technologies p.c., ακαδημαϊκή spin-off εταιρεία με έδρα την Ξάνθη που ειδικεύεται στην ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών μπαταριών, ένωσαν τις δυνάμεις και τις δυνατότητες τους για να δημιουργία "εξυπνότερων" και "υγιέστερων" βιομηχανικών μπαταριών ιόντων λιθίου - δηλ, καλύτερες μπαταρίες. "Καλύτερα", γιατί καθιστώντας τους "υγιέστερους" και "εξυπνότερους", οι διάρκεια ζωής επεκτείνεται επίσης. Και αυτό σημαίνει μειωμένο περιβαλλοντικό αποτύπωμα, εξοικονόμηση πολύτιμων και πεπερασμένων φυσικών πόρων και λιγότερα απόβλητα.
Το αντικείμενο αυτού του έργου, που υλοποιήθηκε από τον Ιανουάριο του 2021 έως τα μέσα του 2023, ήταν η ανάπτυξη ενός αξιόπιστου μοντέλου πρόβλεψης για την παρακολούθηση της Κατάσταση υγείας (SoH) και Κατάσταση φόρτισης (SοC) μπαταριών ιόντων λιθίου για ηλεκτρικά βιομηχανικά οχήματα - το είδος των μπαταριών στην παραγωγή των οποίων ειδικεύεται ο Όμιλος Sunlight. Επίσης, μέρος του αντικειμένου είναι η ενσωμάτωση του εν λόγω μοντέλου πρόβλεψης στο σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS) των προϊόντων της Sunlight, για τη βελτιστοποίησή τους.
Η καινοτόμος προσέγγιση του έργου SHB ήταν ότι συσχέτισε τους εσωτερικούς μηχανισμούς γήρανσης και τις φυσικές παραμέτρους (όπως η πίεση και η θερμοκρασία) σε επίπεδο κυψέλης μπαταρίας, με τις εξωτερικές ηλεκτρικές παραμέτρους των μπαταριών για τον προσδιορισμό της κατάστασης της υγείας τους (SoH). και Κατάσταση φόρτισης (SοC).
Αυτή η συσχέτιση μεταξύ εσωτερικών και ηλεκτρικών παραμέτρων επιτρέπει την ακριβή εκτίμηση του SoC και επιτρέπει στους χρήστες να βελτιστοποιήσουν το δυναμικό των ενεργειακών τους πόρων, καθώς τους παρέχονται πληροφορίες σχετικά με την εναπομένουσα φόρτιση των μπαταριών τους. Ο αξιόπιστος προσδιορισμός του SoH, από την άλλη πλευρά, βοηθά τους χρήστες να εκτιμήσουν την υγεία των μπαταριών τους, επιτρέποντας την προληπτική συντήρηση και αντικατάσταση, καθώς και την ενίσχυση της ασφάλειας και της απόδοσης.
Η πορεία της έρευνας
Το Έξυπνη υγιής μπαταρία το έργο εξελίχθηκε προς τρεις κατευθύνσεις για την ανάλυση και την καλύτερη δυνατή αξιοποίηση των δεδομένων που προέρχονται από τις ηλεκτρικές και εσωτερικές παραμέτρους των μπαταριών ιόντων λιθίου για βιομηχανικές εφαρμογές. Δηλαδή, απώλεια χωρητικότητας, συσχέτιση εσωτερικών και ηλεκτρικών παραμέτρων και ανάπτυξη ενός μοντέλου για τον ακριβή προσδιορισμό των SoC και SoH.
Η εξειδικευμένη ανάλυση της αυξημένης χωρητικότητας (IC) έδειξε ότι ο βασικός μηχανισμός που οδηγεί στη γήρανση της μπαταρίας είναι η εξάντληση του λιθίου, καθώς και η αύξηση της εσωτερικής αντίστασης. Επιπλέον, η ανάλυση κατέδειξε ισχυρή συσχέτιση μεταξύ της πίεσης και του αποθηκευμένου φορτίου, καθώς και της πίεσης και του SoH.
Κατόπιν των ανωτέρω ερευνητικών αποτελεσμάτων, αναπτύχθηκε μια τροποποιημένη μέθοδος για τον προσδιορισμό του SoC, λαμβάνοντας υπόψη την αντιστρεπτά παγιδευμένη χωρητικότητα, η οποία προκαλείται λόγω των διακυμάνσεων στις θερμοκρασίες του περιβάλλοντος. Συγκεκριμένα, η μέθοδος χρησιμοποιεί τον όγκο της συνολικής απώλειας φόρτισης όταν ο ρυθμός εκφόρτισης και η θερμοκρασία εκφόρτισης διαφέρουν από τις προδιαγραφές της μπαταρίας.
Τα οφέλη του έργου
Η εφαρμογή του Έξυπνη υγιής μπαταρία έργο οδήγησε σε σημαντικές παρατηρήσεις και προσφέρει την ευκαιρία για άμεσες εφαρμογές των αποτελεσμάτων του. Συγκεκριμένα, το μοντέλο πρόβλεψης που αναπτύχθηκε θα ενσωματωθεί στο BMS των υφιστάμενων προϊόντων της Sunlight Group, αναβαθμίζοντας τις προδιαγραφές τους. Αυτό σημαίνει ότι το αρχικό πεδίο εφαρμογής του SHB επιτεύχθηκε πλήρως, καθώς η ομάδα Ε&Α συνέβαλε στην περαιτέρω αύξηση της απόδοσης, της αξιοπιστίας και της ασφάλειας των λύσεων αποθήκευσης ενέργειας της Sunlight, καθιστώντας τες έτσι ακόμη πιο ανταγωνιστικές. Το Έξυπνη υγιής μπαταρία ερευνητικό έργο έχει πολλαπλά οφέλη:
ΓΙΑ ΤΟ ΠΕΡΙΒΆΛΛΟΝ: Μεγιστοποίηση της διάρκειας ζωής των μπαταριών, μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος, εξοικονόμηση φυσικών πόρων και αποφυγή επικίνδυνων αποβλήτων.
ΓΙΑ ΤΗΝ ΟΜΆΔΑ ΗΛΙΑΚΟΎ ΦΩΤΌΣ: Ανάπτυξη βελτιστοποιημένων, καινοτόμων και ακόμη πιο ανταγωνιστικών προϊόντων που εξασφαλίζουν αυξημένη παραγωγικότητα, χάρη στον μειωμένο χρόνο διακοπής λειτουργίας, καθώς και την ομαλότερη, αποδοτικότερη, αποτελεσματικότερη, πιο αξιόπιστη και ασφαλέστερη λειτουργία των μπαταριών ιόντων λιθίου για βιομηχανική κινητικότητα. Και, κατά συνέπεια, κατέχοντας βελτιωμένη θέση στην αγορά και προσφέροντας καλύτερες υπηρεσίες στους πελάτες.
ΓΙΑ την INEM Technologies, p.c.: Υλοποίηση ερευνητικής συνεργασίας με έναν σημαντικό βιομηχανικό εταίρο (Sunlight Group) και δημιουργία ενός καναλιού επικοινωνίας για την αξιοποίηση συνεργειών μεταξύ του ακαδημαϊκού προσωπικού Ε&Α και των αντίστοιχων βιομηχανικών τμημάτων.
ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΉ ΚΟΙΝΌΤΗΤΑ: Δημιουργία των προϋποθέσεων για την ανάπτυξη και εξέλιξη των επιστημόνων στο πλαίσιο ενός ελκυστικού βιομηχανικού-ερευνητικού περιβάλλοντος, με υψηλό επίπεδο εξειδίκευσης.
ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΦΈΡΕΙΑ ΑΝΑΤΟΛΙΚΉΣ ΜΑΚΕΔΟΝΊΑΣ ΚΑΙ ΘΡΆΚΗΣ: Βελτίωση της αλυσίδας αξίας των μπαταριών στην περιοχή. Η εφαρμογή του Έξυπνη υγιής μπαταρία το έργο μπορεί να αποτελέσει παράδειγμα βέλτιστης πρακτικής για άλλους περιφερειακούς και άλλους οργανισμούς, ώστε να γίνουν μέρος των σχετικών αλυσίδων αξίας, μέσω συνεργασιών.
