工研院用軟體讓電池回春

2009年特斯拉(Tesla) Model S上市,引發了電動車的熱潮,帶動傳統車廠轉向投入電動車開發。電池是電動車備受關注的零組件,主要是因其在電動車成本上佔有極高比例,因此,當電動車的電池模組都舊化,抑或是壞了其中一個,整組電池即無法使用,電動車也因此受損。工研院所研發的電池陣列技術,為全球首創之前瞻技術,不僅可以解決這個棘手的問題,還可為這些汰役電池找到新生路,找出再生能源循環應用新模式。

工研院所研發的電池陣列技術,為全球首創之前瞻技術,可以解決電動車其中一個電池舊化導致整組無法使用的問題,還可為這些汰役電池找到新生路,找出再生能源循環應用新模式。

 

工研院資訊與通訊研究所所長闕志克表示,發展再生能源,就需要儲能,才能保存已產生的電力,更能讓能源供給更加穩定。工研院研發「RAIBA可動態重組與自我調節之電池陣列系統」,即是將電動車、大型電池等效能下降而被淘汰的汰役電池,重新組成電池陣列系統,來做為儲電設備,「被淘汰的電池多是用的不順,但汰役電池普遍還有一定程度的效能。」

「3年前研發團隊提出以軟體定義電池概念,還要把新、舊電池一起並用,挑戰了電池設計原有的思考模式。剛開始有許多質疑的聲音,認為這個想法挑戰太大不會成功。」闕志克指出,因為資料流(data)要重組並不困難,但電池在運轉時是電能量的流動,要控制、改變電能量流相對複雜許多。

闕志克強調,由於RAIBA架構與既有電池系統差異很大,透過資通、材化、電光等跨領域合作,完成RAIBA的技術原型。但研發從關鍵模組進入系統整合階段,因為電池系統重組、切換時產生的暫態電流突波太大,燒壞了不少模組,這個困境讓團隊花了近7個月的時間探索改善。

闕志克進一步說,之前同仁在歐洲出差時租了一台手排車,由踩下離合器換檔的當下得到了靈感。過去都在思考怎麼快速切換電流減少能耗,其實切換能量傳導可以像換檔變速一樣,藉由離合器之作用在能耗與突波間得到協調。也因手排車換檔的啟示讓研發團隊克服了重組的問題。

工研院在經濟部技術處科技專案支持下,獨創的RAIBA技術運用「線上恆電流開關模組」和「電池陣列重組演算軟體」,可將新、舊電池模組整合在一套儲電系統,透過人工智慧技術控制電池模組的放電負載,使不同電池模組以有效率的方式互相搭配,延長系統運轉的時間。根據實驗測試數據顯示,以可支用一般小家庭一天用電量。以容量約分布於20Ah~30Ah的25個電池模組來說,RAIBA系統可改善64%的系統衰退程度,延長系統循環壽命223%,更可提高電池系統穩定度、降低成本約45%。

RAIBA技術將開創電池循環利用與共享的新經濟模式,未來不需要花大錢建置新的儲電系統,只要透過RAIBA,可讓各式各樣的新、舊電池混用,重組成新系統,這樣的做法不僅經濟又環保。此外,當發電廠缺電或是電力備載量過低時,搭載RAIBA的儲電系統就能扮演電力救援角色,將平時儲存的電力回饋至電網,形成新型態的分散式智慧電力調節服務模式。

 

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