Yenidən doldurulan batareyaların uzun ömür sürməsinin sirri fərqin qucaqlanmasında ola bilər.Paketdəki litium-ion hüceyrələrinin necə pisləşdiyinin yeni modelləşdirilməsi, EV akkumulyatorlarının daha çox doldurma dövrünə tab gətirə bilməsi və nasazlığın qarşısını alması üçün hər bir hüceyrənin tutumuna uyğun olaraq enerji doldurmağın bir yolunu göstərir.

Noyabrın 5-də dərc edilən araşdırmaNəzarət Sistemləri Texnologiyası üzrə IEEE Əməliyyatları, bir paketdəki hər bir hüceyrəyə axan elektrik cərəyanının miqdarını vahid şəkildə yükləməkdənsə, onu necə aktiv şəkildə idarə etməyin aşınma və yıpranmanı minimuma endirdiyini göstərir.Bu yanaşma effektiv şəkildə hər bir hüceyrəyə ən yaxşı və ən uzun ömrünü yaşamağa imkan verir.

Stanford professoru və baş tədqiqat müəllifi Simona Onorinin sözlərinə görə, ilkin simulyasiyalar göstərir ki, yeni texnologiya ilə idarə olunan akkumulyatorlar, hətta tez-tez sürətli doldurma ilə belə, ən azı 20% daha çox yükləmə-boşaltma dövrünü idarə edə bilər ki, bu da batareyaya əlavə gərginlik gətirir.

Elektrik avtomobilinin akkumulyatorunun ömrünü uzatmaq üçün əvvəlki səylərin əksəriyyəti, zəncirdəki halqalar kimi, akkumulyator dəstinin də ən zəif hüceyrəsi qədər yaxşı olduğuna əsaslanaraq, tək hüceyrələrin dizaynını, materiallarını və istehsalını təkmilləşdirməyə yönəlmişdir.Yeni araşdırma belə bir anlayışla başlayır ki, zəif bağlantılar qaçılmaz olsa da - istehsal qüsurları və bəzi hüceyrələr istilik kimi streslərə məruz qaldıqları üçün digərlərindən daha sürətli parçalandıqları üçün - bütün paketi aşağı salmaq lazım deyil.Əsas odur ki, uğursuzluğun qarşısını almaq üçün şarj dərəcələrini hər bir hüceyrənin unikal tutumuna uyğunlaşdırmaqdır.

Stanford Doerr-də enerji elmləri mühəndisliyi üzrə dosent olan Onori, "Əgər düzgün həll edilməsə, hüceyrədən hüceyrəyə fərqliliklər batareya paketinin uzunömürlülüyünə, sağlamlığına və təhlükəsizliyinə xələl gətirə və batareyanın erkən nasazlığına səbəb ola bilər" dedi. Davamlılıq Məktəbi.“Bizim yanaşmamız paketdəki hər bir hüceyrədəki enerjini bərabərləşdirir, bütün hüceyrələri balanslı şəkildə son hədəf yüklənmə vəziyyətinə gətirir və paketin uzunömürlülüyünü artırır.”

Milyon mil batareya qurmaq üçün ilham verdi

Yeni tədqiqat üçün təkanların bir hissəsi, elektrikli avtomobil şirkəti Tesla tərəfindən 2020-ci ildə “milyon mil batareya” üzərində iş elanına gedib çıxır.Bu, köhnə telefonda və ya noutbukda litium-ion batareyası kimi, EV-nin batareyasının işləmək üçün çox az yük saxladığı nöqtəyə çatmazdan əvvəl (müntəzəm doldurulma ilə) bir avtomobili 1 milyon mil və ya daha çox məsafədə enerji ilə təmin edə bilən bir batareya olardı. .

Belə bir akkumulyator avtomobil istehsalçılarının səkkiz il və ya 100.000 mil elektrik avtomobil akkumulyatorları üçün tipik zəmanətini üstələyəcək.Batareya paketlərinin müntəzəm olaraq zəmanət müddəti bitməsinə baxmayaraq, bahalı batareya paketlərinin dəyişdirilməsi daha nadir hala gəlsə, istehlakçıların elektrik nəqliyyat vasitələrinə inamı gücləndirilə bilər.Minlərlə doldurulmadan sonra hələ də yük saxlaya bilən bir batareya, uzun məsafəli yük maşınlarının elektrikləşdirilməsini və EV akkumulyatorlarının bərpa olunan enerjini saxlamaq və göndərmək üçün avtomobildən şəbəkəyə sistemlərinin qəbulunu asanlaşdıra bilər. elektrik şəbəkəsi.

"Daha sonra izah edildi ki, milyon mil batareya konsepsiyası əslində yeni bir kimya deyil, sadəcə batareyanı tam doldurma diapazonundan istifadə etməməklə işlətməyin bir yoludur" dedi Onori.Müvafiq tədqiqatlar tək litium-ion hüceyrələr üzərində cəmlənmişdir ki, onlar ümumiyyətlə tam batareya paketləri kimi tez doldurma qabiliyyətini itirmirlər.

Maraqlanan Onori və laboratoriyasındakı iki tədqiqatçı – doktoranturadan sonrakı alim Vahid Əzimi və fəlsəfə doktoru Anirudh Allam – mövcud batareya növlərinin ixtiraçılıqla idarə edilməsinin yüzlərlə və ya minlərlə hüceyrədən ibarət tam batareya paketinin performansını və xidmət müddətini necə yaxşılaşdıra biləcəyini araşdırmaq qərarına gəldilər. .

Yüksək keyfiyyətli batareya modeli

İlk addım olaraq, tədqiqatçılar batareyanın işləmə müddəti ərzində onun daxilində baş verən fiziki və kimyəvi dəyişiklikləri dəqiq şəkildə əks etdirən batareya davranışının yüksək dəqiqlikli kompüter modelini hazırladılar.Bu dəyişikliklərin bəziləri bir neçə saniyə və ya dəqiqə ərzində, digərləri isə aylar və hətta illər ərzində baş verir.

Stenford Enerji Nəzarət Laboratoriyasının direktoru Onori, "Bizim bildiyimiz qədər, əvvəlki heç bir araşdırmada bizim yaratdığımız yüksək dəqiqliyə malik, çox vaxt miqyaslı batareya modelindən istifadə edilməmişdir" dedi.

Modellə işləyən simulyasiyalar müasir batareya paketinin onun tərkib hissələri arasındakı fərqləri əhatə etməklə optimallaşdırıla və idarə oluna biləcəyini təklif etdi.Onori və həmkarları onların modelinin yaxın illərdə mövcud avtomobil dizaynlarında asanlıqla tətbiq oluna bilən akkumulyator idarəetmə sistemlərinin inkişafına rəhbərlik etmək üçün istifadə edilməsini nəzərdə tuturlar.

Faydalı olan təkcə elektrik avtomobilləri deyil.Onori, "batareya paketini çox vurğulayan" demək olar ki, hər hansı bir tətbiqin yeni nəticələrlə məlumatlandırılan daha yaxşı idarəetmə üçün yaxşı namizəd ola biləcəyini söylədi.Bir misal?Bəzi sahibkarların növbəti onillikdə hava taksiləri kimi fəaliyyət göstərəcəyini və digər şəhər hava hərəkətliliyi xidmətlərini təmin edəcəyini gözlədikləri, bəzən eVTOL adlanan elektrik şaquli qalxma və enişli pilotsuz təyyarə kimi.Yenə də təkrar doldurulan litium-ion batareyalar üçün digər tətbiqlər, o cümlədən ümumi aviasiya və bərpa olunan enerjinin geniş miqyaslı saxlanması da diqqət çəkir.

"Litium-ion batareyaları artıq dünyanı bir çox cəhətdən dəyişdirdi" dedi Onori."Bu transformasiya texnologiyasından və onun gələcək varislərindən mümkün qədər çox şey əldə etməyimiz vacibdir."