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Un pacco batteria misto per auto
La corsa è per trovare la chimica della batteria ideale per ibridi plug-in e veicoli completamente elettrici, ma una startup in Indiana crede che una combinazione di diverse tecnologie di archiviazione potrebbe essere il modo migliore per migliorare le prestazioni del veicolo e ridurre i costi. La tecnologia dell'azienda consente ai veicoli di funzionare con una combinazione di celle a combustibile, ultracondensatori e batterie al piombo vecchio stile.
Interruttore intelligente: Indy Power Systems ha sviluppato il Multi-Flex Energy Management System, un convertitore di alimentazione delle dimensioni di un laptop. Il sistema consente ai produttori di veicoli elettrici plug-in di utilizzare una combinazione di fonti di alimentazione, comprese batterie al piombo e agli ioni di litio e ultracondensatori, e ottimizza la miscela per aumentare la durata della batteria, migliorare le prestazioni e ridurre i costi.
Con sede a Noblesville Indy Power Systems ha sviluppato un sistema di gestione dell'energia per i veicoli in grado di commutare rapidamente tra due o più fonti di energia, anche quando i loro voltaggi sono diversi. È fondamentalmente un interruttore che dirige l'energia in qualsiasi quantità e in qualsiasi direzione, afferma Steve Tolen, amministratore delegato e fondatore di Indy Power, che opera al di fuori del Purdue Research Park. L'hardware gestisce la commutazione e il software gestisce i tempi e gli importi.
Tolen afferma che il pacchetto dell'elettronica di potenza, chiamato Multi-Flex Energy Management System, è solo leggermente più grande di un computer portatile. Lo descrive come un convertitore DC-DC personalizzato, controllato da software, bidirezionale e variabile.
Immagina di aggiungere acqua calda e fredda a una vasca. Possiamo aggiungere una quantità variabile di caldo e una quantità variabile di freddo in diversi volumi per abbinare il deflusso dello scarico, che può anche essere variabile, spiega Tolen. In altre parole, il motore può richiedere diverse quantità di corrente, e noi possiamo fornirla, e in rapporti diversi dalle due (o più) fonti di alimentazione, indipendentemente dalla tensione delle fonti di alimentazione.
Ad esempio, un veicolo elettrico potrebbe avere sia batterie al piombo che agli ioni di litio. Le batterie piombo-acido avanzate possono essere più economiche, ma sono anche più pesanti e si deteriorano più rapidamente se sottoposte a un regolare esaurimento e ricarica. Le batterie agli ioni di litio sono generalmente più robuste e leggere, ma sono molto più costose. Combinare i due significa che puoi usare meno di ciascuno. E altrettanto importante, afferma Tolen, le due sostanze chimiche possono essere bilanciate l'una contro l'altra per ottimizzare le prestazioni. Ad esempio, la batteria agli ioni di litio può essere utilizzata per alleviare lo stress sulla batteria al piombo e prolungarne la durata e viceversa.
Reza Iravani , professore di ingegneria elettrica e informatica presso l'Università di Toronto, afferma che il sistema di Indy Power fa parte di una tendenza verso una maggiore enfasi sullo storage ibrido. Ad esempio, afferma, i ricercatori in Australia hanno progettato un sistema di batterie per auto che combina la tecnologia al piombo con i supercondensatori, con conseguente quadruplicazione della durata delle batterie al piombo.
Il concetto è perseguito da molti diversi gruppi di ricerca, afferma Iravani, che sta lavorando a un sistema simile che i servizi pubblici potrebbero utilizzare per passare dalle tecnologie di stoccaggio dell'energia alle fonti di energia rinnovabile, come l'eolico e il solare. Iravani afferma che entro cinque o sei anni, gli approcci ibridi miglioreranno significativamente le prestazioni dei sistemi di accumulo di energia.
Indy Power ha già dimostrato la sua tecnologia nei golf cart e si sta espandendo fino a veicoli adatti alle autostrade. Un produttore si è rivolto alla società proprio la scorsa settimana, afferma Tolen, per dire che era interessato a combinare due diverse sostanze chimiche agli ioni di litio e un pacco batterie al piombo in un veicolo ibrido plug-in.
Il sistema di Indy può anche essere personalizzato con un semplice aggiornamento del software, afferma Tolen. Immagina un giorno in cui potremo migliorare le prestazioni dei veicoli nello stesso modo in cui aggiungiamo RAM ai computer. Mia moglie non guida mai più di 20 miglia al giorno, quindi probabilmente metterei acido al piombo al 100% nel suo veicolo. Alcune persone potrebbero voler percorrere 40 miglia, quindi avranno cinque chilowattora di batterie agli ioni di litio e forse 15 chilowattora di piombo acido. Dipende dalle preferenze. Abbiamo solo bisogno di cambiare il paradigma di come acquistiamo le automobili.
L'azienda ha alle spalle alcuni veterani tecnici. Uno dei suoi direttori è Bill Wylam , un ex ingegnere della General Motors responsabile dello sviluppo del sistema di propulsione per l'auto elettrica EV1 di GM. Il direttore operativo di Indy Power è Bob Galyen , che ha contribuito a sviluppare la batteria per il prototipo EV1.
Tolen afferma che Indy Power è stata contattata anche da utility che vorrebbero vedere il sistema Multi-Flex ampliato per le applicazioni basate su grid. Iravani afferma che vendere al settore elettrico sarà più difficile data la sua avversione al rischio, ma ritiene che la combinazione di elettronica di potenza e stoccaggio di energia ibrida potrebbe aumentare l'affidabilità della rete e consentire alle utility di utilizzare più energia rinnovabile.