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創新平台/RAIBA電池技術 開創循環商機

2018-02-15 00:00經濟日報 李珣瑛

全球對電動車的需求日益增加,根據國際能源署(IEA)數據顯示,2020年全球電動車累計銷售量將達到900~2,000萬輛,一台電動車中裝配有上千顆電池芯組成10~100個電池模組,當車子老舊、報廢時,大量的汰役電池該如何處理?

工研院獨創的RAIBA(Reconfigurable Array of Inexpensive Batteries Architecture)可線上即時重組電池陣列技術,不僅可以解決這個棘手問題,還可創造新經濟模式。

RAIBA可線上即時重組電池陣列技術,可整合新、舊電池模組,提供更強續航力並兼具...
RAIBA可線上即時重組電池陣列技術,可整合新、舊電池模組,提供更強續航力並兼具環保。 工研院╱提供
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工研院RAIBA計畫主持人凌守弘說:「三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,認為這個想法不會成功,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。」

由於RAIBA架構與既有電池系統差異很大,研發初期透過資通、材化、電光跨領域合作,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七個月的時間探索改善。

凌守弘說:「有次在歐洲出差時租了一台手排車,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,藉由離合器的作用在能耗與突波間得到協調。」手排車換檔的啟示讓研發團隊克服了重組的問題,RAIBA終於在今年2018 CES展首次對外公開技術成果,獲得儲能系統相關廠商的關注,在創新與應用價值面均受到肯定。

在經濟部技術處科技專案的支持下,工研院獨創的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,就一組容量分布於1.5Ah~4Ah的20個電池模組而言,RAIBA系統可延長90%的系統運轉時間,並改善51%的系統老化。

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。目前工研院內已開始進行分散式RAIBA儲能系統測試,今年也將與國內外廠商共同打造小型的展示場域,希望更多人了解這項兼顧經濟及環保、並能促進人類生活便利的技術。

電池模組工研院電動車

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