– Hela vår tanke med detta är att driva batteriförsäljning, att få en konkurrensfördel och komma in på utbytesmarknaden, säger Per Werin som är marknadschef på Northstar.

Företaget ägs av det svenska riskkapitalbolaget Altor och har verksamhet både i Sverige och USA. I Kista sitter cirka 40 personer som bland annat sysslar med systemutveckling medan utvecklingen och tillverkningen av AGM-batterierna sker i USA.

AGM eller Absorbent Glass Mat, är en stryktålig typ av blysyra-batterier med en glasfibermatta som suger upp elektrolyten och sammanfogar blyplattorna. 

Batterierna kan laddas upp snabbt och avge höga strömmar, de tål djupurladdning. Northstar säljer AGM-batterier för cirka 185 miljoner dollar per år till fordon och till reservkraftsanläggningar.

– Ofta är kunderna mer intresserade av tillgängligheten än av batterierna i sig, säger Ulf Krohn som är systemutvecklingschef på Northstar.

Det handlar om att veta hur många timmars driftstid det finns kvar i en reservkraftbank, att få ett larm om något batteri slutat fungera eller att i god tid få veta om det är dags att byta ett batteri.

– Systemet kan öka tillförlitligheten och förlänga driftstiden med 30 procent, det kapar verkliga kostnader hos kunden.

Tankarna på att addera sensorer i batterierna och utveckla ett övervakningssystem har funnits länge men det är först nu tekniken kan sägas vara mogen. Själva utvecklingsarbetet startade i februari och de första kunderna ska testa systemet mot årets slut. Kommersiella leveranser kommer igång i början av nästa år.

Övervakningssystemet har döpts till Advanced Connected Energy (ACE) och sträcker sig hela vägen från batterierna till molnet via en gateway (nätverksnod) som lokal insamlingspunkt för data.

Systemet bygger på den erfarenhet och de data som företaget samlat på sig sedan starten 2001 och går ut på att jämföra tidsstämplade mätningar av spänning och temperatur med olika referensfall.

– Vi vet hur batterierna beter sig och vi vet hur de åldras beroende på temperaturprofil och hur länge de använts. Vi kan se om de laddas upp eller laddas ur och vi vet var vi ska leta efter avvikelser. 

Dessutom är produktionen högt automatiserad vilket gör spridningen väldigt liten.

Att mäta strömmen och den interna resistansen hade såklart varit enklare men också betydligt dyrare och därmed inte praktiskt användbart i stor skala.

I de kommande batterierna från Northstar finns ett litet kort med sensorer för temperatur och spänning. Kortet är inte mer än några kvadratcentimeter och bakas in i batteriet under tillverkningen. Allt är skyddat av epoxi och ligger så långt ned att exempelvis aktiv kylning inte påverkar den uppmätta temperaturen.

Elektroniken drivs av batteriet och börjar fungera så snart batteriet är färdigmonterat. Effektförbrukningen är under en milliampere.

– Självurladdningen är ett större problem, säger Ulf Krohn.

Till saken hör att AGM-batterier har väldigt låg självurladdning, de behöver inte underhållsladdas lika ofta som vanliga blysyrabatterier.

Sensorkortet har dessutom ett minne som kan buffra data för någon dag, eller om mätningarna görs mer sällan, upp till en månad. Data överförs till nätverks­noden med Bluetooth LE. 

Nätverksnoden har i sin tur olika kommunikationsmöjligheter för att anslutas till det lokala nätet inklusive Ethernet, Can, I2C och Modbus. Ytterligare ett alternativ är att använda mobilnätet för kommunikationen.

– Vi ville bygga ett flexibelt system som passar för många olika driftsmiljöer.

Minnet i nätverksnoden är relativt stort och kan lagra flera års detaljerad driftsdata. Exakt hur länge det räcker beror på hur många batterier som är anslutna. Precis som för andra Bluetoothsystem är räckvidden begränsad av utsänd effekt och ligger rent praktiskt runt tio meter.

En finess är att kommunikationen med molnet är dubbelriktad vilket innebär att det går att ladda ner uppdateringar av programvaran. Det gör att systemet kan byggas ut i framtiden och att eventuella säkerhetshot går att hantera. För att slippa krascher är systemet byggt med speglade minnen vilket gör att man kan lägga tillbaka den gamla versionen om uppdateringen misslyckas.

– Kunderna meddelas när nya versioner släpps och kan själva välja om programvara skall uppdateras. 

Systemet går också att köra enbart lokalt om man så vill, det är anledningen till att det går att lagra så mycket data lokalt.

Det finns också en mobilapp som bland annat kan används för att mäta de grundläggande parametrarna på batterierna utan att packa upp dem. Dessutom innehåller appen detaljerade instruktioner för hur installationen ska göras. 

– Det hjälper upp kvaliteten, säger Ulf Krohn.

Att installera ett nytt batteri kan synas vara en simpel uppgift men utan utbildad personal är det lätt att exempelvis en terminal inte blir korrekt åtdragen eller att något annat glöms bort.

Appen är dessutom en del i säkerhetstänket som bygger på att bara den som är auktoriserad har tillgång till batterierna. Installatören får i förväg en kod som används vid installationen där batteriernas QR-koder skannas och systemet konfigureras. Alla moment loggas i molnet så rapporten är klar så fort installationen är färdig.

Kommunikationen mellan noden och molnet är också krypterad. Upptäcks något oväntat går det att skicka ett kommando som stänger ner enskilda nätverksnoder.