Վերալիցքավորվող մարտկոցների երկար կյանքի գաղտնիքը կարող է տարբերության մեջ ընկած լինել:Փաթեթի լիթիում-իոնային բջիջների քայքայման նոր մոդելավորումը ցույց է տալիս լիցքավորումը հարմարեցնելու յուրաքանչյուր բջիջի հզորությանը, որպեսզի EV մարտկոցները կարողանան կարգավորել լիցքավորման ավելի շատ ցիկլեր և կանխել ձախողումը:

Հետազոտությունը, որը հրապարակվել է նոյեմբերի 5-ինIEEE գործարքներ կառավարման համակարգերի տեխնոլոգիայի վրա, ցույց է տալիս, թե ինչպես ակտիվորեն կառավարելով էլեկտրական հոսանքի քանակությունը, որը հոսում է տուփի յուրաքանչյուր բջիջ, այլ ոչ թե միատեսակ լիցքավորումը, կարող է նվազագույնի հասցնել մաշվածությունը:Մոտեցումը արդյունավետորեն թույլ է տալիս յուրաքանչյուր բջիջ ապրել իր լավագույն և ամենաերկար կյանքով:

Ըստ Սթենֆորդի պրոֆեսոր և հետազոտության ավագ հեղինակ Սիմոնա Օնորիի, նախնական սիմուլյացիաները ցույց են տալիս, որ նոր տեխնոլոգիայով կառավարվող մարտկոցները կարող են կարգավորել առնվազն 20%-ով ավելի լիցքաթափման ցիկլեր, նույնիսկ հաճախակի արագ լիցքավորման դեպքում, ինչը լրացուցիչ լարում է մարտկոցի վրա:

Էլեկտրական մեքենաների մարտկոցի ժամկետը երկարացնելու նախորդ ջանքերի մեծ մասը կենտրոնացած էր միայնակ բջիջների դիզայնի, նյութերի և արտադրության բարելավման վրա՝ հիմնվելով այն ենթադրության վրա, որ, ինչպես շղթայի օղակները, մարտկոցների փաթեթը նույնքան լավն է, որքան իր ամենաթույլ բջիջը:Նոր ուսումնասիրությունը սկսվում է նրանով, որ թեև թույլ օղակներն անխուսափելի են՝ արտադրական թերությունների պատճառով և քանի որ որոշ բջիջներ ավելի արագ են քայքայվում, քան մյուսները, քանի որ ենթարկվում են սթրեսների, ինչպիսիք են ջերմությունը, նրանք չպետք է տապալեն ամբողջ փաթեթը:Հիմնական բանը լիցքավորման դրույքաչափերը հարմարեցնելն է յուրաքանչյուր բջիջի եզակի հզորությանը` խափանումը կանխելու համար:

«Եթե պատշաճ կերպով չլուծվեն, բջիջ-բջջ տարասեռությունները կարող են վտանգի ենթարկել մարտկոցի երկարակեցությունը, առողջությունը և անվտանգությունը և առաջացնել մարտկոցի փաթեթի վաղ անսարքություն», - ասում է Օնորին, ով Սթենֆորդ Դոերրի էներգետիկ գիտության ճարտարագիտության ասիստենտ է: Կայունության դպրոց.«Մեր մոտեցումը հավասարեցնում է տուփի յուրաքանչյուր բջիջի էներգիան՝ հավասարակշռված կերպով հասցնելով բոլոր բջիջները վերջնական նպատակային լիցքավորման վիճակին և բարելավելով փաթեթի երկարակեցությունը»:

Ոգեշնչված է կառուցել միլիոն մղոն մարտկոց

Նոր հետազոտության խթանման մի մասը վերաբերում է Tesla-ի՝ էլեկտրական մեքենաների ընկերության 2020 թվականի հայտարարությանը «միլիոն մղոնանոց մարտկոցի» վրա աշխատելու մասին:Սա կլինի մարտկոց, որը կարող է սնուցել մեքենան 1 միլիոն մղոն կամ ավելի (կանոնավոր լիցքավորմամբ) մինչև հասնելու այն կետին, որտեղ, ինչպես հին հեռախոսի կամ նոութբուքի լիթիում-իոնային մարտկոցը, EV-ի մարտկոցը շատ քիչ լիցքավորում է պահում ֆունկցիոնալ լինելու համար: .

Նման մարտկոցը կգերազանցի ավտոարտադրողների կողմից տրված սովորական երաշխիքը էլեկտրական մեքենաների մարտկոցների համար ութ տարի կամ 100,000 մղոն:Չնայած մարտկոցների փաթեթները սովորաբար գերազանցում են իրենց երաշխիքը, սպառողների վստահությունը էլեկտրական մեքենաների նկատմամբ կարող է ամրապնդվել, եթե թանկարժեք մարտկոցների փաթեթների փոխարինումը դեռ հազվադեպ դառնա:Մարտկոցը, որը դեռևս կարող է լիցքավորվել հազարավոր լիցքավորումներից հետո, կարող է նաև հեշտացնել հեռավոր բեռնատարների էլեկտրիֆիկացման ճանապարհը և, այսպես կոչված, մեքենա-ցանց համակարգերի ընդունումը, որտեղ EV մարտկոցները կպահեն և կուղարկեն վերականգնվող էներգիան: էլեկտրացանցը։

«Ավելի ուշ բացատրվեց, որ միլիոն մղոն երկարությամբ մարտկոցի գաղափարը իրականում նոր քիմիա չէր, այլ պարզապես մարտկոցը գործարկելու միջոց՝ չստիպելով այն օգտագործել լիցքավորման ամբողջ տիրույթը», - ասաց Օնորին:Համապատասխան հետազոտությունը կենտրոնացած է լիթիում-իոնային բջիջների վրա, որոնք սովորաբար չեն կորցնում լիցքավորման հզորությունը այնքան արագ, որքան մարտկոցների ամբողջական փաթեթները:

Հետաքրքրված՝ Օնորին և իր լաբորատորիայի երկու հետազոտողներ՝ ասպիրանտ Վահիդ Ազիմին և ասպիրանտ Անիրուդ Ալամը, որոշեցին ուսումնասիրել, թե ինչպես կարող է գոյություն ունեցող մարտկոցների տեսակների հնարամիտ կառավարումը բարելավել մարտկոցի ամբողջական փաթեթի աշխատանքը և ծառայության ժամկետը, որը կարող է պարունակել հարյուրավոր կամ հազարավոր բջիջներ: .

Բարձր հավատարմության մարտկոցի մոդել

Որպես առաջին քայլ, հետազոտողները ստեղծեցին մարտկոցի վարքագծի բարձր հավատարմության համակարգչային մոդել, որը ճշգրտորեն ներկայացնում էր ֆիզիկական և քիմիական փոփոխությունները, որոնք տեղի են ունենում մարտկոցի ներսում դրա շահագործման ընթացքում:Այս փոփոխություններից մի քանիսը բացվում են վայրկյանների կամ րոպեների ընթացքում, մյուսները՝ ամիսների կամ նույնիսկ տարիների ընթացքում:

«Մեր գիտելիքներով, ոչ մի նախորդ ուսումնասիրություն չի օգտագործել մեր ստեղծած բարձր հավատարմության, բազմաժամանակյա մարտկոցի մոդելը», - ասաց Օնորին, ով Սթենֆորդի էներգիայի վերահսկման լաբորատորիայի տնօրենն է:

Մոդելի հետ սիմուլյացիաները ցույց տվեցին, որ ժամանակակից մարտկոցների փաթեթը կարող է օպտիմիզացվել և կառավարվել՝ հաշվի առնելով դրա բաղկացուցիչ բջիջների միջև եղած տարբերությունները:Օնորին և գործընկերները ենթադրում են, որ իրենց մոդելը կօգտագործվի առաջիկա տարիներին մարտկոցների կառավարման համակարգերի մշակման համար, որոնք կարող են հեշտությամբ տեղակայվել տրանսպորտային միջոցների առկա նախագծերում:

Միայն էլեկտրական մեքենաները չեն, որ օգուտ են քաղում:Գործնականում ցանկացած ծրագիր, որը «շատ ընդգծում է մարտկոցի փաթեթը», կարող է լավ թեկնածու լինել ավելի լավ կառավարման համար՝ տեղեկացված նոր արդյունքներից, ասաց Օնորին:Մեկ օրինակ.Անօդաչու թռչող սարք՝ էլեկտրական ուղղահայաց թռիչքով և վայրէջքով, որը երբեմն կոչվում է eVTOL, որը որոշ ձեռնարկատերեր ակնկալում են, որ հաջորդ տասնամյակում կգործեն որպես օդային տաքսի և կմատուցեն քաղաքային օդային շարժունակության այլ ծառայություններ:Այդուհանդերձ, վերալիցքավորվող լիթիում-իոնային մարտկոցների այլ կիրառություններ են հնչում, այդ թվում՝ ընդհանուր ավիացիա և վերականգնվող էներգիայի լայնածավալ պահեստավորում:

«Լիթիում-իոնային մարտկոցներն արդեն փոխել են աշխարհը շատ առումներով», - ասաց Օնորին:«Կարևոր է, որ մենք հնարավորինս շատ բան ստանանք այս փոխակերպվող տեխնոլոգիայից և դրա հետագա հաջորդներից»: