Akumulatory pojazdów elektrycznych podlegające normalnemu użytkowaniu przez kierowców w rzeczywistym świecie, takich jak ciężki ruch drogowy, długie podróże autostradą, krótkie podróże po mieście,W większości przypadków, gdy pojazd jest zaparkowany, może trwać około jednej trzeciej dłużej niż przewidywali naukowcy.Według nowego badania naukowców pracujących w SLAC-Stanford Battery Center,Wspólne centrum pomiędzy Precourt Institute for Energy Uniwersytetu Stanforda i SLAC National Accelerator LaboratoryOznacza to, że właściciel typowego pojazdu elektrycznego może nie potrzebować wymiany drogiego akumulatora lub zakupu nowego samochodu przez kilka dodatkowych lat.

Niemal zawsze naukowcy i inżynierowie badali w laboratoriach czas trwania nowych konstrukcji akumulatorów przy użyciu stałej prędkości rozładowania, po której następuje ładowanie.Ciągle powtarzają ten cykl, aby szybko dowiedzieć się, czy nowy projekt jest dobry dla średniej długości życia, wśród innych cech.

To nie jest dobry sposób na przewidywanie długości życia baterii elektrycznych, zwłaszcza dla osób, które posiadają elektryczne pojazdy do codziennych dojazdów, zgodnie z badaniem opublikowanym 9 grudnia w Nature Energy.Podczas gdy ceny baterii spadły o 90% w ciągu ostatnich 15 latDlatego obecni i przyszli użytkownicy pojazdów elektrycznych mogą być zadowoleni, że czeka ich wiele dodatkowych kilometrów.

"Nie testowaliśmy baterii elektrycznych w odpowiedni sposób", powiedziała Simona Onori, starsza autorka i profesor energetyki i inżynierii w Stanford Doerr School of Sustainability./Na nasze zaskoczenie, prawdziwa jazda z częstym przyspieszeniem, hamowanie, które trochę ładuje baterie, zatrzymanie się w sklepie, i pozwalając baterie odpocząć przez wiele godzin,pomaga baterii trwać dłużej niż sądziliśmy na podstawie standardowych badań laboratoryjnych w branży.??

Przyjemna niespodzianka.

Naukowcy zaprojektowali cztery rodzaje profili rozładowania pojazdów elektrycznych, od standardowego stałego rozładowania po dynamiczne rozładowanie oparte na rzeczywistych danych z jazdy.Zespół badawczy przetestował 92 komercyjne baterie litowo-jonowe przez ponad dwa lata w różnych profilach rozładowaniaW końcu im bardziej realistycznie profile odzwierciedlały rzeczywiste zachowanie kierowcy, tym wyższa średnia długość życia pojazdu.

Badanie wykazało, że do niespodziewanej długowieczności przyczynia się kilka czynników.Algorytm uczenia maszynowego wyszkolony na podstawie zebranych danych pomógł wykryć wpływ dynamicznych profili rozładowań na degradację baterii.

Na przykład badanie wykazało korelację między gwałtownymi, krótkimi przyspieszeniami EV a wolniejszą degradacją.w tym zespół prowadzący badanieJak wyjaśnił Alexis Geslin, mocne naciskanie na pedał stopą nie przyspiesza starzenia się, a raczej go spowalnia.jeden z trzech głównych autorów badania i student doktorancki w dziedzinie nauk o materiałach i inżynierii oraz informatyki w Stanford School of Engineering.

Dwa sposoby starzenia się

Zespół badawczy szukał również różnic w starzeniu się baterii ze względu na wiele cykli ładowania i rozładowania w porównaniu z starzeniem się baterii, które przychodzi z czasem.Akumulatory, które od lat leżą w szufladzie i nie są używane, nie będą działać tak dobrze, jak wtedy, gdy je kupiłeś.Jeśli w ogóle działają.

Inżynierowie baterii zakładają, że cykliczne starzenie się jest znacznie ważniejsze niż starzenie się wywołane przez czas.To dotyczy głównie komercyjnych pojazdów elektrycznych, takich jak autobusy i furgonetki dostawcze, które prawie zawsze są używane lub ładowane.Dla konsumentów korzystających z pojazdów elektrycznych do pracy, odbierania dzieci, zakupów, ale głównie nie używających ich, a nawet nie ładującychCzas staje się główną przyczyną starzenia się w porównaniu z rowerem.??

Badanie wskazuje na średni współczynnik rozładowania w celu zrównoważenia starzenia się w czasie i cyklu, przynajmniej w przypadku testowanych baterii.że okno jest w zakresie realistycznej jazdy samochodów elektrycznych dla konsumentówProducenci samochodów mogliby zaktualizować oprogramowanie do zarządzania bateriami pojazdów elektrycznych, aby wykorzystać nowe odkrycia i zwiększyć długość życia baterii w warunkach rzeczywistych.

Patrzenie w przyszłość

"W przyszłości ocena nowych chemikaliów baterii i projektów z realistycznymi profilami zapotrzebowania będzie naprawdę ważna", powiedział naukowiec z kierunku energetyki i inżynierii Le Xu.¢Naukowcy mogą teraz ponownie przyjrzeć się domniemanym mechanizmom starzenia się w dziedzinie chemiiW celu pogłębienia ich zrozumienia będzie to ułatwiać opracowanie zaawansowanych algorytmów sterowania, które zoptymalizują wykorzystanie istniejących komercyjnych architektur baterii.

Naukowcy i inżynierowie mogliby zastosować te zasady do innych zastosowań magazynowania energii.jak również do innych materiałów i urządzeń w dziedzinie nauk fizycznych, w których starzenie się ma kluczowe znaczenie, jak plastiki, okulary, ogniwa słoneczne i niektóre biomateriały stosowane w implantach.

Praca ta podkreśla potęgę integracji wielu dziedzin wiedzy specjalistycznej od nauki o materiałach, kontroli i modelowaniu po uczenie maszynowe w celu rozwoju innowacji, powiedział Onori.

Przetłumaczone z raportu Stanforda