Аккумуляторы электрических транспортных средств, которые обычно используются водителями в реальном мире, например, в условиях интенсивного трафика, длительных дорожных поездок, коротких поездок по городу,и, в основном, парковаться ∙ может длиться примерно на треть дольше, чем обычно прогнозируют исследователи, согласно новому исследованию ученых, работающих в SLAC-Стенфордском батарейном центре,совместный центр между Стэнфордским университетом Институт энергетики Прекорт и Национальной лабораторией ускорителей SLACЭто означает, что владельцу обычного электромобиля может не понадобиться заменять дорогой аккумулятор или покупать новый автомобиль еще несколько лет.

Почти всегда ученые и инженеры по батареям проверяют продолжительность жизни новых конструкций батареи в лабораториях, используя постоянную скорость разряда, а затем подзарядки.Они быстро повторяют этот цикл много раз, чтобы быстро узнать, хорош ли новый дизайн для продолжительности жизни или нет., среди других качеств.

Это не лучший способ предсказать продолжительность жизни электрических батарей, особенно для людей, владеющих электромобилями для ежедневных поездок, согласно исследованию, опубликованному 9 декабря в Nature Energy.В то время как цены на батареи упали примерно на 90% за последние 15 летТаким образом, нынешние и будущие пассажиры электромобилей могут быть рады узнать, что их ждет много дополнительных километров.

"Мы не испытывали электромобильные батареи правильно", - сказала Симона Онори, старший автор и доцент энергетических наук и инженерии в Стэнфордской школе устойчивого развития.К нашему удивлению, реальное вождение с частым ускорением, торможение, которое немного заряжает батареи, останавливаться, чтобы попасть в магазин, и оставлять батареи отдыхать в течение нескольких часов за раз,помогает батареям продержаться дольше, чем мы думали на основе стандартных лабораторных тестов..??

Приятный сюрприз.

Исследователи разработали четыре типа профилей разряда электромобилей, от стандартного постоянного разряда до динамического разряда, основанного на реальных данных вождения.Исследовательская группа проверила 92 коммерческих литий-ионных батареи в течение более чем двух лет по профилям разрядаВ конце концов, чем более реалистично профили отражали фактическое поведение водителя, тем больше увеличивалась продолжительность жизни электромобиля.

По данным исследования, неожиданная продолжительность жизни обусловлена несколькими факторами.Алгоритм машинного обучения, обученный всем данным, собранным командой, помог выяснить влияние динамических профилей разряда на деградацию батареи.

Например, исследование показало взаимосвязь между резкими, короткими ускорениями EV и более медленной деградацией.включая команду данного исследованияУвеличение скорости, которое происходит при ускорении, плохо влияет на аккумуляторы электромобилей.один из трех ведущих авторов исследования и кандидат наук в области материаловедения и инженерии и информатики в Стэнфордской школе инженерии.

Два способа старения

Исследовательская группа также искала различия в старении батареи из-за многочисленных циклов зарядки и разрядки по сравнению со старением батареи, которое происходит со временем.Аккумуляторы дома, которые годами не использовались, не будут работать так же хорошо, как когда вы их купили.Если они вообще работают.

Мы, инженеры по батареям, считаем, что циклическое старение намного важнее, чем время.Это в основном касается коммерческих электромобилей, таких как автобусы и фургоны, которые почти всегда либо используются, либо заряжаются.Для потребителей, которые используют свои электромобили, чтобы добраться до работы, забрать своих детей, пойти в продуктовый магазин, но в основном не используют их или даже заряжают их,Время становится главной причиной старения по сравнению с велосипедом.??

Исследование показывает, что средняя скорость разряда является лучшим средством для сбалансировки временного старения и цикла старения, по крайней мере, для коммерческой батареи, которую они протестировали.Это окно находится в диапазоне реалистичного потребления электромобилей.Производители автомобилей могут обновить программное обеспечение для управления батареями электромобилей, чтобы воспользоваться новыми открытиями и максимизировать продолжительность жизни батареи в реальных условиях.

Смотреть в будущее

"В будущем будет очень важно оценивать новую химию и конструкцию батарей с реалистичными профилями спроса", - сказал доктор энергетики и инженерии Ле Сюй.¢ Исследователи теперь могут пересмотреть предполагаемые механизмы старения на химическомЭто облегчит разработку передовых алгоритмов управления, которые оптимизируют использование существующих коммерческих архитектур батарей.

Исследование предполагает, что последствия распространяются не только на батареи, ученые и инженеры могут применить эти принципы к другим приложениям для хранения энергии.а также к другим материалам и устройствам в физических науках, в которых старение имеет решающее значение, такие как пластик, очки, солнечные батареи и некоторые биоматериалы, используемые в имплантатах.

"Эта работа подчеркивает силу интеграции нескольких областей экспертизы - от науки о материалах, контроля и моделирования до машинного обучения - для продвижения инноваций", - сказал Онори.

Перепечатана из Стэнфордского доклада