Penelitian Swedia Ungkap Desain Baru Baterai Mobil Listrik Dapat Memperpanjang Umur Lebih dari 20%

Peneliti Swedia menyatakan, desain baru baterai mobil listrik mampu memperpanjang umur baterai dengan mengizinkan arus melewati sel baterai yang sudah tua, dengan peningkatan yang diperkirakan melebihi 20%. Arsitektur tersebut menggunakan saklar elektronik dan sistem kontrol untuk mengubah cara sel baterai terhubung selama operasional. Peneliti Chalmers University of Technology menemukan metode ini mampu meningkatkan umur baterai kendaraan tegangan tinggi secara signifikan, termasuk truk listrik dan mobil penumpang jarak jauh. Dalam satu contoh simulasi melibatkan baterai 80 kilowatt-jam, sistem tersebut menunda waktu penggantian baterai sekitar 14 bulan.

Peneliti juga menemukan, perpanjangan umur pakai dan nilai sisa yang lebih tinggi dapat mengimbangi biaya tambahan perangkat elektronik. Temuan ini didasarkan pada simulasi komputer, bukan pengujian jangka panjang di kendaraan produksi. Peneliti menyatakan, peningkatan umur terbesar mewakili batas teoritis atas dalam kondisi optimal.

Cara Kerja Arsitektur Baru

Baterai mobil listrik konvensional berisi banyak sel yang saling terhubung, yang kapasitasnya berkurang seiring waktu. Karena laju degradasi sel berbeda, satu sel yang rusak dapat membatasi kapasitas pakai seluruh paket baterai. Arsitektur yang diusulkan mengatasi keterbatasan ini dengan mengizinkan saklar memutus sel yang lebih lemah, sambil menjaga sel sehat tetap beroperasi. Sistem manajemen baterai tidak lagi bergantung pada koneksi listrik tetap, melainkan dapat menyesuaikan koneksi sel berdasarkan kondisinya. "Dalam penelitian kami, solusi ini memungkinkan baterai melewati sel yang bermasalah, terus beroperasi."

Ucapkan Albert Skogro, penulis pertama penelitian ini dan siswa doktor di Chalmers.

Peneliti menggunakan model baterai yang tervalidasi secara eksperimental dan simulasi skala besar untuk memeriksa kimia sel berbeda, konfigurasi paket baterai, kondisi operasional, dan pola penuaan. Setiap skenario berisi 1.000 simulasi Monte Carlo untuk memperhitungkan variasi antar sel. Analisis mereka juga mempertimbangkan 20 model mobil listrik representatif dari 15 produsen. Potensi perbaikan umur biasanya meningkat seiring kenaikan tegangan baterai, menjadikan metode ini sangat menjanjikan untuk kendaraan dengan banyak sel seri. Namun, keuntungan maksimal memerlukan kontrol individual pada setiap sel.

Desain komersial lebih cenderung mengontrol sel secara berkelompok, untuk mengurangi kompleksitas dan biaya perangkat keras.

Analisis Kelayakan Ekonomi

Peneliti juga memeriksa apakah perangkat elektronik tambahan tersebut masuk akal secara ekonomi. Dalam satu skenario, mereka mensimulasikan baterai 80 kilowatt-jam dengan jarak tempuh tahunan 7.456 mil. Baterai konvensional mencapai titik penggantian yang diasumsikan setelah 10 tahun, sedangkan desain yang dapat dikonfigurasi ulang memperpanjang batas itu sekitar 14 bulan. Analisis mengidentifikasi kondisi ekonomi yang menguntungkan untuk paket baterai dengan kapasitas di atas sekitar 50 kilowatt-jam, jarak tempuh tahunan di bawah 7.550 mil, dan biaya tambahan awal di bawah 7,16%. Teknologi ini juga dapat mengurangi kebutuhan pencocokan presisi sel baterai saat manufaktur, karena paket baterai lebih mampu beradaptasi dengan perbedaan performa sel.

Peneliti menyatakan, metode ini mungkin memungkinkan lebih banyak baterai mobil listrik bekas digunakan kembali untuk penyimpanan energi statis.

Teknologi ini telah mengalami penelitian dan pengujian prototipe industri, namun belum diluncurkan di kendaraan produksi massal. Pengujian kendaraan jangka panjang tetap diperlukan untuk memastikan apakah umur dan efisiensi biaya simulasi dapat terealisasi dalam praktik. Penelitian ini dilakukan bersama mitra industri seperti Scania dan PHINIA, serta dipublikasikan di Nature Communications.

Dampak Teknologi Ini Terhadap Pasar Mobil Listrik

Potensi desain baru baterai mobil listrik tidak hanya在于 memperpanjang umur baterai, tetapi juga meningkatkan performa keseluruhan, yang krusial bagi perkembangan pasar mobil listrik. Seiring meningkatnya permintaan mobil listrik, peningkatan umur dan performa baterai dapat mengurangi frekuensi penggantian, menurunkan biaya pengguna. Penelitian menunjukkan, desain ini mampu mengatasi masalah degradasi baterai konvensional secara efektif, dan mungkin mendorong penggunaan kembali baterai bekas, memberikan dampak positif bagi lingkungan dan daur ulang sumber daya. Namun, teknologi ini masih memerlukan pengujian lebih lanjut untuk memastikan kelayakan dan ekonomisnya dalam aplikasi nyata.