Rahasia kanggo umur dawa kanggo baterei sing bisa diisi ulang bisa uga ana ing prabédan.Modeling anyar babagan carane sel lithium-ion ing paket ngrusak nuduhake cara kanggo nyetel pangisian daya kanggo saben kapasitas sel supaya baterei EV bisa ngatasi siklus pangisian daya luwih akeh lan nyegah kegagalan.

Riset, diterbitake 5 Nov ingTransaksi IEEE ing Teknologi Sistem Kontrol, nuduhake carane aktif ngatur jumlah arus listrik sing mili menyang saben sel ing Pack, tinimbang ngirim daya seragam, bisa nyilikake nyandhang lan luh.Pendekatan kasebut kanthi efektif ngidini saben sel urip paling apik - lan paling dawa - urip.

Miturut profesor Stanford lan panulis sinau senior Simona Onori, simulasi awal nyaranake baterei sing dikelola kanthi teknologi anyar bisa nangani paling ora 20% siklus pangisian daya luwih akeh, sanajan kanthi cepet ngisi daya, sing ndadekake stres ekstra ing baterei.

Umume upaya sadurunge kanggo ndawakake umur baterei mobil listrik wis fokus kanggo ningkatake desain, bahan, lan manufaktur sel tunggal, adhedhasar premis sing, kaya link ing rantai, paket baterei mung apik kaya sel sing paling lemah.Panaliten anyar kasebut diwiwiti kanthi pangerten manawa sesambungan sing ringkih ora bisa dihindari - amarga cacat manufaktur lan amarga sawetara sel mudhun luwih cepet tinimbang liyane amarga kena tekanan kaya panas - ora perlu ngilangi kabeh bungkus.Kuncine yaiku nyetel tingkat pangisian daya kanthi kapasitas unik saben sel kanggo nyegah kegagalan.

"Yen ora ditangani kanthi bener, heterogenitas sel-ke-sel bisa kompromi umur dawa, kesehatan, lan safety saka paket baterei lan nyebabake malfungsi baterei awal," ujare Onori, sing dadi asisten profesor teknik ilmu energi ing Stanford Doerr Sekolah Kelestarian."Pendekatan kita padha karo energi ing saben sel ing paket, nggawa kabeh sel menyang kondisi daya sing ditargetake pungkasan kanthi cara sing seimbang lan nambah umur dawa saka paket kasebut."

Inspirasi kanggo mbangun baterei yuta mil

Bagéyan saka dorongan kanggo riset anyar kasebut bali menyang woro-woro 2020 dening Tesla, perusahaan mobil listrik, babagan nggarap "baterei yuta mil."Iki bakal dadi baterei sing bisa nguwasani mobil nganti 1 yuta mil utawa luwih (kanthi ngisi daya biasa) sadurunge tekan titik ing ngendi, kaya baterei lithium-ion ing telpon utawa laptop lawas, baterei EV mung sithik banget supaya bisa digunakake. .

Baterei kasebut bakal ngluwihi garansi khas pabrikan mobil kanggo baterei kendaraan listrik wolung taun utawa 100.000 mil.Sanajan paket baterei ajeg ngluwihi babar pisan, kapercayan konsumen ing kendharaan listrik bisa dikuatake yen panggantos baterei sing larang dadi arang banget.Baterei sing isih bisa ngisi daya sawise ewonan ngisi ulang uga bisa nggampangake dalan kanggo elektrifikasi truk jarak jauh, lan kanggo nggunakake sistem kendaraan-kanggo-grid, ing ngendi baterei EV bakal nyimpen lan ngirim energi sing bisa dianyari. jaringan daya.

"Sabanjure diterangake yen konsep baterei yuta-mil dudu kimia anyar, nanging mung minangka cara kanggo ngoperasikake baterei kanthi ora nggunakake daya lengkap," ujare Onori.Riset sing gegandhengan wis dipusatake ing sel lithium-ion tunggal, sing umume ora kelangan kapasitas pangisian daya kanthi cepet kaya baterei sing lengkap.

Kasengsem, Onori lan loro peneliti ing lab dheweke - sarjana postdoctoral Vahid Azimi lan mahasiswa PhD Anirudh Allam - mutusake kanggo neliti kepiye manajemen inventif jinis baterei sing ana bisa nambah kinerja lan umur layanan saka paket baterei lengkap, sing bisa ngemot atusan utawa ewu sel. .

Model baterei kasetyan dhuwur

Minangka langkah pisanan, para peneliti nggawe model komputer kanthi kasetyan dhuwur saka prilaku baterei sing kanthi akurat nggambarake owah-owahan fisik lan kimia sing kedadeyan ing baterei sajrone urip operasional.Sawetara owah-owahan kasebut kedadeyan sajrone sawetara detik utawa menit - liyane sajrone pirang-pirang wulan utawa malah taun.

"Kanggo kawruh sing paling apik, ora ana panaliten sadurunge sing nggunakake model baterei multi-timescale sing kasetyan dhuwur," ujare Onori, sing dadi direktur Stanford Energy Control Lab.

Simulasi sing mlaku nganggo model kasebut nyaranake manawa paket baterei modern bisa dioptimalake lan dikontrol kanthi ngetrapake beda ing antarane sel-sel konstituen.Onori lan kanca-kanca mbayangake model sing digunakake kanggo nuntun pangembangan sistem manajemen baterei ing taun-taun sing bakal teka sing bisa gampang dipasang ing desain kendaraan sing wis ana.

Ora mung kendaraan listrik sing entuk manfaat.Sakbenere aplikasi apa wae sing "menekan baterei akeh" bisa dadi calon sing apik kanggo manajemen sing luwih apik sing dilaporake karo asil anyar, ujare Onori.Salah siji conto?Pesawat kaya drone kanthi lepas landas lan landing vertikal listrik, kadhangkala disebut eVTOL, sing sawetara pengusaha ngarepake bisa digunakake minangka taksi udara lan nyedhiyakake layanan mobilitas udara kutha liyane sajrone dekade sabanjure.Nanging, aplikasi liyane kanggo baterei lithium-ion sing bisa diisi ulang, kalebu penerbangan umum lan panyimpenan energi sing bisa dianyari kanthi skala gedhe.

"Baterei lithium-ion wis ngganti jagad kanthi pirang-pirang cara," ujare Onori."Penting yen kita entuk akeh sing bisa ditindakake saka teknologi transformatif iki lan para penerus sing bakal teka."