Sign In

Akkuteknologiat

 

Akkukennon lämpömalli (vasemmalla), akun jäähdytysmalli (oikealla)


Sähkön varastointi akkuihin on keskeinen teknologia niin täysin sähköisissä kuin hybrideissäkin hyötyajoneuvoissa ja yksityisautoissa sekä yksi tällaisten ajoneuvojen haastavimmista komponenteista. Akut ovat myös erittäin ajankohtainen aihe sähkö- ja hybridikäyttöisissä vesikulkuneuvoissa sekä liikkumattomissa sähkön varastointijärjestelmissä.

VTT on siksi kehittänyt sovelletun energianvarastoinnin tutkimuksen ja tuotekehityksen osaamista ja tiloja jo vuoden 2010 lopusta. Olemme rakentaneet uusia tutkimuslaboratorioita, jotka mahdollistavat kattavien kokeiden suorittamisen akkukennoilla, -moduuleilla ja -paketeilla sekä akun(BMS) ja lämpötilan hallintajärjestelmillä. Tilat on integroitu dynamometritiloihin, mikä mahdollistaa lisäksi (raskaisiin) ajoneuvoihin, voimansiirtoon ja moottoreihin liittyvien kokeiden suorittamisen saman katon alla.

VTT on hankkinut laajapohjaista osaamista erityyppisiin energian varastointiteknologioihin ja niiden toimittajiin liittyen. VTT tarjoaa ajan tasalla olevaa tietoa, ennusteita ja kokeellisia tutkimuspalveluita energian varastointiteknologioiden alalla. Olemme kumppanisi energian varastointiratkaisujen tai energian varastointia hyödyntävien tuotteiden tai ympäristöjen kehittämisessä. VTT osaa auttaa sinua muun muassa energian varastointisovellusten tarveanalyyseissa, valinnassa, mitoituksessa, testauksessa, arvioinnissa, kehityksessä ja kehittymissuunnitelmien laatimisessa. Nämä palvelut perustuvat kokeelliseen tutkimustyöhön ja mallinnukseen. Voimme myös tarjota yksilöllisesti räätälöityä koulutusta akkuihin liittyen.


Sähkön varastointi akkuihin ja myös hybridijärjestelmiin kuten superkondensaattoreihin ja/tai polttokennoihin on monilla aloilla ajankohtainen aihe. Aiheeseen liittyvät sovellukset, teknologiat ja liiketoiminta ovat usein vasta kehittymässä tai esikaupallisessa vaiheessa. Jokaiselle sovellukselle on oleellista löytää optimaalinen teknologis-taloudellinen varastointiratkaisu, joka ottaa huomioon sovelluksen erityisvaatimukset, teknologiavalinnat ja hyötykäyttösyklit eri käyttötapauksissa.

Vaikka suoritamme myös teknologiasta riippumattomia arviointeja, on tutkimuksemme painopiste akkuteknologioissa ja -ratkaisuissa seuraaville sovellusalueille:

  • Sähköiset bussit ja joukkoliikenne
  • Sähköiset kaivosajoneuvot ja -koneet
  • Satamien sähköiset lastinkäsittelylaitteet
  • Sähköverkkoja tukevat ja palvelevat energian varastointiratkaisut
  • Vesikulkuneuvojen sähkö- ja hybridipropulsio
  • Muut käsittely- ja logistiikka-ajoneuvot ja -koneet


Akkujen suorituskyvyn ja käyttöiän ennustaminen on yksi ajoneuvojen elinkaariarvioinnin tärkeimmistä osa-alueista. Impedanssiin perustuvat sähköiset mallit ennustavat erinomaisesti akun sähköistä käyttäytymistä. Nämä ekvivalenttipiirimallit luovat perustan akkujen mallintamiselle. Kun tällainen piirimalli yhdistetään puoliempiiriseen ikääntymismalliin ja lämpötilamalliin, saadaan holistinen malli akun käyttöiästä. Akun käyttöiän mallinnuksen tarkkuutta parannetaan vielä mittaustuloksilla.

Akkukennojen ja -moduulien sekä jäähdytyselementtien käyttäytymistä eri olosuhteissa arvioidaan elementtimenetelmällä laadittujen lämmönsiirtomallien avulla. Eri jäähdytysstrategioiden simulointi ennen prototyypin rakentamista auttaa optimaalisen jäähdytysratkaisun löytämisessä. Mallit validoidaan VTT:n akkulaboratorioissa suoritetuilla mittauksilla.

 

Akkukennon lämpöominaisuudet.