Alex Van den Bossche: ‘Levensduur batterij compromis tussen complexiteit en betrouwbaarheid’

Van den Bossche (Universiteit Gent) publiceerde, samen met Doctor of Philosophy (PhD) Ali Farzan Moghaddam, onlangs het boek Battery Management Systems and Inductive Balancing. 

Vanwaar dit boek?  
‘Hoe verleng je de levensduur van batterijen? Het antwoord op die vraag is niet alleen relevant voor de businesscases van diverse toepassingen, maar heeft ook ecologische implicaties. De productie van de nieuwe generaties batterijen vereist immers veel energie en mineralen. Het soort batterijmanagementsysteem, oftewel bms, beïnvloedt de levensduur van de batterij in belangrijke mate.’

Hoe ben jij in dit werkveld terechtgekomen?  
‘Mijn onderzoek heeft zich altijd op vermogenselektronica geconcentreerd. In de toekomst willen we naar 100 procent groene stroom. Zonnepanelen en batterijen moeten in belangrijke mate de energietransitie helpen waarmaken. Power electronics zijn een kritische component voor die technologieën. Denk bijvoorbeeld aan de omvormers in zonne-energiesystemen. Motorsturingen en inductieve componenten spelen ook een sleutelrol.’  

En de elektronica in batterijen…  
‘Er is ontzettend veel winst geboekt in de energiedichtheid van batterijen, terwijl de kosten dalen. Het zit nu in allerhande producten; auto’s en andere voertuigen, thuis- en buurtbatterijen en opslag op utiliteitsschaal. Een bms speelt in vele van die applicaties een belangrijke rol, bijvoorbeeld wat betreft het monitoren en controleren van het laad- en ontlaadproces, en dus de veiligheid van het systeem en de levensduur van de cellen en de batterij als geheel.’

Hoe groot is de invloed van elektronica en software op de levensduur?  
‘Groot. Zonnepanelen gaan 25 tot wel 30 jaar mee. De omvormers geven het niet zelden binnen 10 tot 12 jaar op. Je hebt er dus 3 nodig gedurende het leven van de installatie. Ze bepalen dus mede de businesscase. Dat geldt ook voor het bms van batterijen. Zijn de energieopname en -afgifte van een batterij niet in balans, dan kunnen de cellen vroegtijdig degraderen, falen of vuur vatten. Een goede equaliser is dus nodig om de spanning in de cellen en verschillende delen van de batterij gelijk te trekken. Een van de principes is dat die in geen cel te hoog mag komen: gebeurt dat wel, dan moet je het laden sterk reduceren zodat het bms kan volgen. Anderzijds moet je vermijden dat de spanning in een cel te laag wordt door het ontladen te reduceren. De minst of meest opgeladen cel beperkt immers het geheel.’ 

Lees hier het volledige artikel in de maart 2022-editie van Storage Magazine.