Ang sekreto sa taas nga kinabuhi alang sa rechargeable nga mga baterya mahimong anaa sa usa ka paggakos sa kalainan.Ang bag-ong pagmodelo kung giunsa ang mga lithium-ion nga mga cell sa usa ka pack degrade nagpakita sa usa ka paagi aron ipahiangay ang pag-charge sa matag kapasidad sa matag cell aron ang mga baterya sa EV makadumala sa daghang mga siklo sa pag-charge ug makalikay sa kapakyasan.

Ang panukiduki, gipatik sa Nobyembre 5 saMga Transaksyon sa IEEE sa Control Systems Technology, nagpakita kung unsa ka aktibo ang pagdumala sa gidaghanon sa koryente nga nagdagayday sa matag cell sa usa ka pack, imbes nga maghatud sa bayad nga parehas, makapamenos sa pagkaguba.Ang pamaagi epektibo nga nagtugot sa matag cell nga mabuhi ang labing kaayo - ug labing taas nga kinabuhi.

Sumala sa propesor sa Stanford ug tagsulat sa senior nga pagtuon nga si Simona Onori, ang mga inisyal nga simulation nagsugyot nga ang mga baterya nga gidumala gamit ang bag-ong teknolohiya makadumala sa labing menos 20% nga dugang nga mga siklo sa pag-charge, bisan sa kanunay nga paspas nga pag-charge, nga nagbutang sa dugang nga pilay sa baterya.

Kadaghanan sa nangaging mga paningkamot sa pagpalugway sa kinabuhi sa baterya sa de-koryenteng awto nagpunting sa pagpaayo sa disenyo, materyales, ug paghimo sa usa ka mga selyula, pinasukad sa premise nga, sama sa mga link sa usa ka kadena, ang usa ka baterya pack sama ra ka maayo sa labing huyang nga selyula.Ang bag-ong pagtuon nagsugod sa usa ka pagsabut nga samtang ang huyang nga mga link dili kalikayan - tungod sa mga pagkadili hingpit sa paghimo ug tungod kay ang pipila nga mga selyula mas paspas nga nadaot kaysa sa uban tungod kay sila naladlad sa mga stress sama sa kainit - dili nila kinahanglan nga ipaubos ang tibuuk nga pakete.Ang yawe mao ang pagpahiangay sa mga rate sa pagsingil sa talagsaon nga kapasidad sa matag cell aron mapugngan ang kapakyasan.

"Kung dili husto nga masulbad, ang cell-to-cell heterogeneities mahimong makompromiso ang taas nga kinabuhi, kahimsog, ug kaluwasan sa usa ka pack sa baterya ug mag-aghat sa usa ka sayo nga pagkadaot sa pack sa baterya," ingon si Onori, kinsa usa ka katabang nga propesor sa engineering sa enerhiya sa enerhiya sa Stanford Doerr School of Sustainability."Ang among pamaagi nagpaparehas sa kusog sa matag cell sa pack, nagdala sa tanan nga mga cell sa katapusan nga gipunting nga kahimtang sa bayad sa balanse nga paagi ug nagpauswag sa taas nga kinabuhi sa pakete."

Nadasig sa paghimo og usa ka milyon nga milya nga baterya

Kabahin sa impetus alang sa bag-ong panukiduki nagsubay balik sa usa ka 2020 nga anunsyo ni Tesla, ang kompanya sa electric car, sa pagtrabaho sa usa ka "milyon-milya nga baterya."Kini usa ka baterya nga makahimo sa pagpaandar sa usa ka awto sa 1 milyon nga milya o labaw pa (uban ang regular nga pag-charge) sa dili pa moabut sa punto diin, sama sa lithium-ion nga baterya sa usa ka daan nga telepono o laptop, ang baterya sa EV adunay gamay nga bayad aron magamit. .

Ang ingon nga baterya molapas sa kasagarang warranty sa mga automaker alang sa mga baterya sa de-koryenteng sakyanan nga walo ka tuig o 100,000 ka milya.Bisan kung ang mga pack sa baterya kanunay nga naglabaw sa ilang garantiya, ang pagsalig sa mga konsumedor sa mga de-koryenteng salakyanan mahimong mapalig-on kung ang mga mahal nga pagpuli sa pack sa baterya mahimong labi ka talagsaon.Ang usa ka baterya nga makahupot gihapon og bayad human sa liboan nga mga recharge mahimo usab nga mopagaan sa dalan alang sa elektripikasyon sa mga long-haul nga mga trak, ug alang sa pagsagop sa gitawag nga vehicle-to-grid system, diin ang EV batteries magtipig ug magpadala ug renewable energy alang sa ang power grid.

"Kini sa ulahi gipatin-aw nga ang milyon-milya nga konsepto sa baterya dili gayud usa ka bag-o nga chemistry, apan usa lamang ka paagi sa pag-operate sa baterya pinaagi sa dili paggamit niini sa tibuok nga charge range," miingon si Onori.Ang may kalabutan nga panukiduki nakasentro sa usa ka lithium-ion nga mga selula, nga sa kasagaran dili mawad-an sa kapasidad sa pag-charge sama ka paspas sa mga full battery pack.

Naintriga, si Onori ug duha ka tigdukiduki sa iyang lab - ang postdoctoral scholar nga si Vahid Azimi ug ang estudyante sa PhD nga si Anirudh Allam - nakahukom nga imbestigahan kung giunsa ang pagdumala sa mga naglungtad nga mga tipo sa baterya nga makapauswag sa pasundayag ug kinabuhi sa serbisyo sa usa ka bug-os nga pakete sa baterya, nga mahimo’g adunay sulud nga gatusan o liboan nga mga cell. .

Usa ka high-fidelity nga modelo sa baterya

Ingon usa ka una nga lakang, ang mga tigdukiduki naghimo usa ka taas nga kasaligan nga modelo sa kompyuter sa pamatasan sa baterya nga tukma nga nagrepresentar sa pisikal ug kemikal nga mga pagbag-o nga nahitabo sa sulod sa usa ka baterya sa panahon sa operasyon niini.Ang uban niini nga mga pagbag-o mahitabo sa usa ka segundo o minuto - ang uban sa mga bulan o bisan mga tuig.

"Sa labing maayo sa among kahibalo, walay miaging pagtuon ang migamit sa matang sa high-fidelity, multi-timescale nga modelo sa baterya nga among gibuhat," miingon si Onori, kinsa mao ang direktor sa Stanford Energy Control Lab.

Ang pagpadagan sa mga simulation uban sa modelo nagsugyot nga ang usa ka modernong battery pack mahimong ma-optimize ug makontrol pinaagi sa pagsagop sa mga kalainan sa mga constituent cells niini.Gihanduraw ni Onori ug mga kauban ang ilang modelo nga gigamit sa paggiya sa pagpalambo sa mga sistema sa pagdumala sa baterya sa umaabot nga mga tuig nga dali nga ma-deploy sa mga naglungtad nga mga disenyo sa awto.

Dili lang mga de-koryenteng sakyanan ang makabenepisyo.Halos bisan unsang aplikasyon nga "gipasiugda pag-ayo ang baterya pack" mahimo nga usa ka maayong kandidato alang sa mas maayo nga pagdumala nga nahibal-an sa mga bag-ong resulta, ingon ni Onori.Usa ka pananglitan?Ang sama sa drone nga ayroplano nga adunay electric vertical nga pag-takeoff ug pag-landing, usahay gitawag nga eVTOL, nga gipaabut sa pipila ka mga negosyante nga mag-operate isip mga air taxi ug maghatag ug uban pang serbisyo sa air mobility sa kasyudaran sa sunod nga dekada.Bisan pa, ang ubang mga aplikasyon alang sa rechargeable lithium-ion nga mga baterya nag-awhag, lakip ang kinatibuk-ang aviation ug dako nga pagtipig sa renewable energy.

"Ang mga baterya sa lithium-ion nakapausab na sa kalibutan sa daghang mga paagi," miingon si Onori."Importante nga makuha namon kutob sa among mahimo gikan sa kini nga pagbag-o nga teknolohiya ug ang mga manununod niini nga moabut."