Sekrè pou pil rechargeable yo dire lontan an ka nan aksepte diferans. Nouvo modèl sou kijan selil ityòm-ion nan yon pake degrade montre yon fason pou adapte chaj la ak kapasite chak selil pou pil EV yo ka jere plis sik chaj epi evite pann.

Rechèch la, pibliye 5 novanm nanTranzaksyon IEEE sou Teknoloji Sistèm Kontwòl, montre kijan jere aktivman kantite kouran elektrik k ap koule nan chak selil nan yon pake, olye pou yo delivre chaj inifòmman, ka minimize mete ak chire. Apwòch sa a pèmèt chak selil viv pi bon lavi li - e pi long lavi li efektivman.

Dapre pwofesè Stanford ak otè prensipal etid la, Simona Onori, premye similasyon yo sijere ke pil yo jere ak nouvo teknoloji a te kapab jere omwen 20% plis sik chaj-dechaj, menm avèk chaj rapid souvan, sa ki mete plis presyon sou batri a.

Pifò efò anvan yo pou pwolonje lavi batri machin elektrik yo te konsantre sou amelyore konsepsyon, materyèl ak fabrikasyon selil endividyèl yo, ki baze sou prensip ke, tankou lyen nan yon chèn, yon pake batri sèlman bon otan ke selil ki pi fèb li a. Nouvo etid la kòmanse ak yon konpreyansyon ke pandan ke lyen fèb yo inevitab - akòz enpèfeksyon fabrikasyon ak paske gen kèk selil ki degrade pi vit pase lòt lè yo ekspoze a estrès tankou chalè - yo pa bezwen kraze tout pake a. Kle a se adapte vitès chaj yo ak kapasite inik chak selil pou evite pann.

“Si yo pa byen adrese pwoblèm ki genyen ant selil yo, yo ka konpwomèt lonjevite, sante ak sekirite yon pake batri epi pwovoke yon fonksyònman defayans bonè nan pake batri a,” te di Onori, ki se yon pwofesè asistan nan jeni syans enèji nan Stanford Doerr School of Sustainability. “Apwòch nou an egalize enèji ki nan chak selil nan pake a, sa ki mennen tout selil yo nan eta chaj final sib la nan yon fason ekilibre epi amelyore lonjevite pake a.”

Enspire pou konstwi yon batri ki ka dire yon milyon mil

Yon pati nan motivasyon pou nouvo rechèch la remonte nan yon anons Tesla, konpayi machin elektrik la, te fè an 2020 sou travay sou yon "batri milyon mil". Sa a ta dwe yon batri ki kapab bay yon machin kouran pou 1 milyon mil oswa plis (ak chaj regilye) anvan li rive nan pwen kote, tankou batri ityòm-ion nan yon ansyen telefòn oswa laptop, batri EV a kenbe twò piti chaj pou l fonksyone.

Yon batri konsa ta depase garanti tipik konpayi otomobil yo bay pou batri machin elektrik yo ki se uit ane oswa 100,000 mil. Malgre ke pil yo dire plis pase garanti yo abityèlman, konfyans konsomatè yo nan machin elektrik yo ta ka ranfòse si ranplasman pil ki koute chè yo ta vin pi ra toujou. Yon batri ki ka toujou kenbe yon chaj apre plizyè milye rechaje ta ka fasilite tou wout la pou elektrifikasyon kamyon long distans yo, ak pou adopsyon sa yo rele sistèm machin-a-grid, kote batri EV yo ta estoke epi voye enèji renouvlab pou rezo elektrik la.

“Yo te eksplike pita ke konsèp batri milyon mil la pa t vrèman yon nouvo pwodui chimik, men jis yon fason pou fè batri a fonksyone san li pa fè l sèvi ak tout seri chaj la,” Onori te di. Rechèch ki gen rapò ak sa a te santre sou selil ityòm-ion endividyèl, ki jeneralman pa pèdi kapasite chaj osi vit ke pake batri plen yo fè.

Entrige, Onori ansanm ak de chèchè nan laboratwa li a – yon etidyan postdoktora Vahid Azimi ak yon etidyan doktora Anirudh Allam – te deside envestige kijan yon jesyon orijinal kalite pil ki deja egziste yo te kapab amelyore pèfòmans ak dire lavi yon pake pil konplè, ki ka gen plizyè santèn oswa plizyè milye selil.

Yon modèl batri wo-fidelite

Kòm yon premye etap, chèchè yo te kreye yon modèl òdinatè trè fidèl sou konpòtman batri ki te reprezante avèk presizyon chanjman fizik ak chimik ki fèt andedan yon batri pandan lavi operasyonèl li. Gen kèk nan chanjman sa yo ki dewoule nan kèk segonn oswa minit - lòt yo dewoule nan plizyè mwa oswa menm ane.

"Nan sa nou konnen, pa gen okenn etid anvan ki te itilize kalite modèl batri wo-fidelite ak plizyè echèl tan nou te kreye a," te di Onori, ki se direktè Laboratwa Kontwòl Enèji Stanford la.

Similasyon ki te fèt ak modèl la te sijere ke yon pake batri modèn ka optimize epi kontwole lè yo pran an kont diferans ki genyen ant selil ki fòme l yo. Onori ak kòlèg li yo prevwa modèl yo a pral itilize pou gide devlopman sistèm jesyon batri nan ane k ap vini yo, sistèm ki ka fasil pou deplwaye nan modèl machin ki deja egziste yo.

Se pa sèlman machin elektrik yo ki ka benefisye. Prèske nenpòt aplikasyon ki "mete anpil presyon sou pake batri a" ta ka yon bon kandida pou yon pi bon jesyon ki baze sou nouvo rezilta yo, Onori te di. Yon egzanp? Avyon ki sanble ak dron ak dekolaj ak aterisaj vètikal elektrik, pafwa yo rele eVTOL, ke kèk antreprenè espere opere kòm taksi ayeryen epi bay lòt sèvis mobilite ayeryen iben pandan dis ane kap vini yo. Men, gen lòt aplikasyon pou pil ityòm-ion rechargeable ki atire atansyon, tankou aviyasyon jeneral ak depo enèji renouvlab sou gwo echèl.

“Pil ityòm-ion yo deja chanje mond lan nan plizyè fason,” Onori te di. “Li enpòtan pou nou tire otan benefis ke nou kapab nan teknoloji transfòmatè sa a ak siksesè li yo ki gen pou vini.”