El tiempo de carga es clave para lograr un producto de alta calidad.
Pero, ¿como conseguir tiempos de carga de
menos de
15 minutos
?
Desafio
La capacidad de carga rápida es un requisito de compra decisivo, no sólo para los vehículos eléctricos. A continuación mostramos cómo cinco conceptos limitan técnicamente el tiempo de carga. La violación de los límites específicos de cada celda conduce a una aceleración del envejecimiento celular o incluso riesgos de seguridad. La progresión de la corriente de carga máxima permitida en el tiempo, considerando los cinco límites, depende de forma fuertemente no lineal de las condiciones electroquímicas y térmicas iniciales y de las condiciones límite. Además, como el potencial de la superficie del ánodo dentro de la celda no está accesible de forma experimental, la idoneidad de un perfil de corriente de carga sólo puede comprobarse indirectamente mediante pruebas cíclicas costosas y que requieren mucho tiempo.
Los cinco limites de la carga rapida
1
potencia
Limitada por la red eléctrica.
2
corriente
Limitada por la corriente del cargador.
3
temperatura
4
tension
5
anodo
Además, la capacidad de carga rápida de la batería depende del diseño del módulo, la refrigeración y el tipo de celda y, por tanto, debe resolverse a nivel del sistema. Por esta razón resulta tan difícil el desarrollo de perfiles de corriente óptimos en el espacio de parámetros multidimensional y no lineal que consiste en tiempo, estado de carga, estado de salud y temperatura.
Solucion
Necesita una herramienta para predecir los cinco límites bajo condiciones operativas dadas para celdas y módulos individuales. Y eso es lo que es el Batemo Cell Model. La exclusiva tecnología de modelado de baterías única de Batemo permite derivar perfiles de carga rápida óptimos para todos los parámetros. Esta es la base de un diseño de prueba optimizado para validar experimentalmente los perfiles de carga rápida calculados numéricamente en diferentes condiciones de operación cuidadosamente seleccionadas. Este sencillo flujo de trabajo reduce simultáneamente el tiempo de carga, el tiempo de desarrollo y el coste de desarrollo.
Si tiene un modelo fisico, parametrizado y validado…
…podrá calcular una estrategia optimizada de carga rápida basada en simulaciones.
Fast
Ejecución de Batemo Cell Models en segundos en ordenadores de oficina normales. Esto permite una gran variación de parámetros para considerar las dependencias no lineales de la temperatura, el estado de carga y el estado de envejecimiento.
Physical
Sólo dividiendo correctamente los procesos físicos en la celda, podrá calcular el potencial de la superficie del ánodo y acceder a los cinco límites de carga rápida simultáneamente.
Accurate
Los resultados de simulación cuantitativamente fiables necesitan modelos ampliamente validados. El Batemo Cell Model es el modelo de celda de batería más preciso del mercado ¡garantizado! Demostramos siempre la validez con mediciones exhaustivas que demuestran la máxima precisión.
Nuestra metodología es activamente controlar el potencial de la superficie del ánodo y así evitar el recubrimiento de litio como se muestra en el siguiente ejemplo. De esta manera logramos los perfiles de carga más rápidos posibles bajo cualquier condición de funcionamiento. Los bajos tiempos de cálculo permiten repetir automáticamente este cálculo bajo todas las condiciones iniciales y de límites para obtener mapas de carga rápida preparados para la implementación.
metodo de desarrollo
-
Adquiera el Batemo Cell Model para disponer de un modelo de celda de batería físico, parametrizado y validado.
-
Integre el modelo de celda en su modelo de módulos.
-
Haga simulaciones por lotes y derive perfiles de carga rápida óptimizados y estrategias operativas.
Evite el recubrimiento del litio.
-
Utilice Batemo Cell Model para diseñar experimentos de validación.
-
Realice los experimentos de validación e impleméntelo directamente en su BMS.
Ventajas
Utilice Batemo Cell Model para el desarrollo de carga rápida basado en simulación, haciéndola más rápida y a menor coste, al tiempo que reduce los tiempos de carga. Así generamos valor y contribuimos a su éxito.
-20%
Mejor
Detectar de forma fiable y evitar el recubrimiento de litio al tener acceso directo al potencial de la superficie del ánodo. Simule barridos de parámetros grandes para evitar el recubrimiento de litio en todas las condiciones de operación en lugar de realizar comprobaciones experimentales al azar.
-50%
Mas rapido
Reduzca el tiempo de carga al mínimo posible al tener acceso a los cinco límites al mismo tiempo. Optimice todo su sistema o incluso considere variaciones de diseño de celdas para llevar la carga rápida a otro nivel.
-60%
Menor coste
Adopte un flujo de trabajo sencillo en lugar de una prueba cíclica de prueba y error. Reduzca el testeo al mínimo utilizando métodos de desarrollo digital. Realice su simulación DOE para identificar rápidamente los casos de prueba relevantes. Haga testeo más inteligente, no más laborioso.
Charging Time
Batemos unique technology enables to reach the physically fastest possible charge profiles by actively controlling the anode surface potential. Without access to the anode surface potential, the only way is to apply stepped charge profiles while incrementally increasing your charge current and monitoring your cell aging. This trial-and error approach will never yield the real optimum as shown in the picture below. Even an optimal stepped charge profile stays 20% behind the physical optimum for the Tesla Model Y (4680) cell.
Example: Tesla Model Y (4680)
Development Time and costs
Batemos unique technology enables setting up a straightforward development workflow by predicting the anode surface potential. Without access to the anode surface potential, you must iteratively try out charge profiles and check their applicability in cycling tests. This trial-and-error approach is cost- and time consuming.
Without Batemo Technology
apply charge profile and conduct test
Let’s check one example: 4 iterations of experimental trial-and-error fast charge development takes about 7 months. When applying 2 profiles simultaneously, you can only test 8 different charging profiles. Even for a small cylindrical cell this adds up to ≈90k€ personnel and measurement expenses. Let’s do this straightforward: with a Batemo Cell Model you can calculate optimized charge profiles for all operation and starting conditions within days. Including the Batemo Cell Model generation, we have those profiles ready and experimentally validated within three months. Adding software costs, personnel and measurement expenses for validation you stay below 30k€.
