Модуль для стационарных НЭЭ
Исполнение для шкафных систем накопления энергии, резервного питания и объектов инфраструктуры.
Общество с ограниченной ответственностью «Аккумуляторные системы»
АКСИС
Электронная система внутреннего нагрева литий-ионных батарей для электротранспорта, стационарных накопителей энергии и резервного питания в условиях низких температур.
- Статус
- резидент «Сколково», реестр МТК
- Город
- Новосибирск
- Фокус
- ЛИБ, силовая электроника, BMS
Проблема
Зимой батарея теряет мощность, запас хода и скорость зарядки
При отрицательных температурах литий-ионные аккумуляторы могут терять до 50% мощности, а время зарядки увеличивается в 5-10 раз. Зарядка без предварительного прогрева повышает риск осаждения металлического лития на аноде и ускоряет необратимую деградацию ячеек.
Поверхностный нагрев расходует энергию на прогрев корпуса, долго передает тепло внутрь батареи и создает температурный градиент.
Альтернативные системы внутреннего нагрева ЛИА часто используют импульсный ток без плавного управления, поэтому сложнее согласуются с конкретной батареей и режимами заряда.
Экономический эффект холода проявляется в простое техники, ограничении доступной мощности и ускоренном износе батарейных модулей.
Решение
Подключаемый электронный блок для объемного нагрева ЛИБ
Электронный блок генерирует переменный ток синусоидальной формы в диапазоне 5-20 кГц и пропускает его через внутреннее сопротивление ячеек. Батарея нагревается изнутри за счет собственной энергии, без отдельного внешнего теплоносителя.
- питание от подключенной ЛИБ 48-750 В;
- обмен данными с BMS по CAN BUS;
- исполнение как OEM-модуль внутри корпуса ЛИБ или отдельный блок;
- оценочные массогабаритные показатели: 6-10 дм3 и 5-10 кг.
Внешний блок
Подключаемый вариант для батарей сторонних производителей и пилотных испытаний.
OEM-компонент
Встраиваемая система термостатирования для производителей ЛИБ и электротранспорта.
48-750 В
диапазон питания от ЛИБ
5-20 кГц
частота синусоидального тока
50-55 А
подтвержденный ток в испытаниях NMC-модуля
≥90%
расчетный КПД нагрева по результатам испытаний
до 10 °C/мин
возможная скорость нагрева для технологии объемного внутреннего нагрева такого типа
80-150 тыс. руб.
прогнозная цена изделия в зависимости от параметров ЛИБ
Технология
Синусоидальный ток с плавным регулированием амплитуды
Внутреннее сопротивление как источник тепла
Протекание переменного тока через внутреннее сопротивление элементов ЛИБ преобразует электрическую энергию в тепловую внутри объема ячеек.
Плавное управление током
Схемная реализация предусматривает регулирование амплитуды от нуля до максимума во всем рабочем диапазоне частот.
Заряд и термостатирование
При совместной работе с зарядным устройством система может поддерживать управляемую модуляцию тока для более щадящих режимов заряда.
Задел
Испытанный макет, патентный поиск и план защиты ИС
Научный и патентный анализ
Выполнен анализ более 100 российских и зарубежных публикаций за 2015-2025 гг. и международный патентный поиск по PATENTSCOPE.
Моделирование
Проведено схемотехническое моделирование в LTspice для батарей 50-500 В с внутренним сопротивлением 8,6-86,0 мОм.
Испытания макета
Два цикла испытаний: LFP-сборка 8S1P и NMC-модуль MP500-050 44,4 В / 50 Ач (12S2P).
Результат NMC
Стабильная работа при 50-55 А и 10-12 кГц, поддержание температуры 35-40 °C при среде 10-15 °C.
Публикация и патент
В заделе проекта указаны патент РФ RU 2751995 C1 и публикация IEEE PIERE 2024.
План ИС
Планируются заявки по системе внутреннего нагрева, способу зарядки и электронному блоку нагрева ЛИБ.
Рынки
Приоритетный первый пилот - производитель тяговых ЛИБ или OEM электротранспорта
Производители ЛИБ
Тяговые батареи, промышленные аккумуляторные системы и OEM-интеграция в батарейный корпус.
Электротранспорт M/N
Пассажирский, грузовой и коммерческий электротранспорт, работающий в российском климате.
Малая электроприводная техника
Складская и производственная техника, электротележки, мобильные платформы и электровездеходы.
СНЭ и ВИЭ
Стационарные накопители для ВИЭ, распределенной энергетики и промышленных батарейных шкафов.
Телеком
Резервное питание базовых станций и удаленных объектов с высокой ценой отказа зимой.
Резервное питание
ИБП и автономные системы, где батарея должна быть готова к выдаче мощности без долгого прогрева.
Оценочная структура спроса на период до 5 лет
При средней стоимости продукта 100 тыс. руб. за единицу в материалах проекта выделены три группы спроса.
- Производители ЛИБ - 2 352 млн руб., 83%
- Электротранспорт - 460 млн руб., 16%
- Малая электроприводная техника - 28 млн руб., 1%
Коммерциализация
B2B/NRE как быстрый путь к первым внедрениям
OEM-компонент
Основной канал при серийном производстве: поставка модулей производителям ЛИБ и электротранспорта.
Законченный модуль
Изделие для стационарных накопителей, телеком-инфраструктуры, батарейных шкафов и резервного питания.
Инжиниринг / ОКР
Разработка под батарею заказчика с предоплатой инжиниринга и последующей поставкой оборудования.
Лицензирование ИС
Неисключительные лицензии, паушальный взнос или роялти, сопровождение внедрения технологии.
Статус
Следующий этап - предсерийный образец и климатические испытания
Целевой результат следующего этапа - переход от макетного образца к промышленному предсерийному модулю 5-10 кг, готовому к испытаниям и адаптации под параметры батарей заказчиков.
В плане работ: схемотехника, математическое моделирование, адаптивные алгоритмы, ПО микроконтроллеров и АРМ, конструкторская документация, климатические и ресурсные испытания.
План
От доработки макета к опытному производству
- Гранты и инвестиции. Финансирование доработки и промышленного образца.
- Доработка макета. Работа с ЛИБ от 250 В, уточнение схемотехники и алгоритмов.
- Климатические испытания. Подтверждение режимов для низкотемпературной эксплуатации.
- Опытный образец. Конструкторская документация и рабочие испытания.
- Пилотные проекты. Внедрение у потенциальных потребителей ЛИБ.
- Опытное производство. Подготовка к масштабированию поставок.
Команда
Проектная команда закрывает управление, науку, электронику, конструкцию и ПО
Гертель Владимир Сергеевич
Руководитель проекта. Опыт предпринимательской деятельности и НИОКР, техническое и экономическое образование.
Харитонов Сергей Александрович
Научный руководитель. Д.т.н., профессор; силовая электроника и электротехника, опыт НИР более 50 лет.
Разинкин Владимир Павлович
Научный консультант. Д.т.н., профессор; системы высокой мощности и большой опыт научно-исследовательских работ.
Калинин Алексей Николаевич
Конструктор. Опыт НИОКР, конструирования накопителей энергии и разработки оборудования для РОСАТОМА.
Ахметьянов Виталий Альфирович
Программист. Промышленная автоматизация, микроконтроллеры, протоколы промышленных интерфейсов.
Гертель Елена Владимировна
Координатор проекта. Опыт создания и координации технологических команд, психологическое образование.
Контакты
Обсудить пилот, ОКР или интеграцию
Гертель Владимир Сергеевич, директор Общества с ограниченной ответственностью «Аккумуляторные системы» (сокращенное наименование - ООО «АКСИС»).