Цэнэглэдэг батерейг урт наслахын нууц нь ялгаатай байдлын тэврэлд оршдог.Багц дахь литийн ион эсүүд хэрхэн доройтдог тухай шинэ загварчлал нь цахилгаан батерейнууд илүү их цэнэглэх циклийг даван туулж, доголдлоос сэргийлэхийн тулд үүр бүрийн хүчин чадалд тохируулан цэнэглэх арга замыг харуулж байна.

11-р сарын 5-нд хэвлэгдсэн судалгааХяналтын системийн технологийн IEEE гүйлгээ, цэнэгийг жигд хүргэхийн оронд нэг хайрцагт байгаа эс тус бүр рүү урсах цахилгаан гүйдлийн хэмжээг хэрхэн идэвхтэй удирдах нь элэгдлийг багасгаж болохыг харуулж байна.Энэхүү арга нь эс бүрийг хамгийн сайн, хамгийн урт наслах боломжийг олгодог.

Стэнфордын профессор, ахлах судалгааны зохиолч Симона Оноригийн хэлснээр, анхны загварчлалууд нь шинэ технологиор удирдсан батерейг байнга хурдан цэнэглэж байсан ч батерейг 20%-иар илүү цэнэглэх боломжтой гэж үзэж байна.

Цахилгаан машины батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгах өмнөх ихэнх хүчин чармайлтууд нь гинжин хэлхээний холбоос шиг зайны хайрцаг нь зөвхөн хамгийн сул зайтай адил сайн байдаг гэсэн үндэслэл дээр тулгуурлан нэг эсийн дизайн, материал, үйлдвэрлэлийг сайжруулахад чиглэгддэг.Шинэ судалгаа нь сул холбоосууд зайлшгүй байх ёстой боловч үйлдвэрлэлийн согог, зарим эсүүд дулаан гэх мэт стресст өртөж бусдаасаа илүү хурдан мууддаг тул бүхэл бүтэн багцыг буулгах шаардлагагүй гэдгийг ойлгосноор эхэлдэг.Хамгийн гол нь бүтэлгүйтлээс сэргийлэхийн тулд цэнэгийн хувь хэмжээг үүр бүрийн өвөрмөц багтаамжид тохируулах явдал юм.

Стэнфорд Доерр их сургуулийн эрчим хүчний шинжлэх ухааны инженерийн туслах профессор Онори хэлэхдээ "Хэрэв зөв шийдвэрлэхгүй бол эс хоорондын ялгаатай байдал нь батерейны урт наслалт, эрүүл мэнд, аюулгүй байдалд сөргөөр нөлөөлж, батерейны эрт доголдлыг үүсгэж болзошгүй" гэж хэлэв. Тогтвортой байдлын сургууль."Бидний арга нь савлагаа дахь эс бүрийн энергийг тэнцүүлж, бүх эсийг эцсийн зорилтот цэнэгийн төлөвт тэнцвэртэй авчирч, багцын насжилтыг сайжруулдаг."

Сая миль зай барихад урам зориг өгсөн

Шинэ судалгаанд түлхэц болсон нэг хэсэг нь цахилгаан автомашины компани Тесла 2020 онд "сая милийн зай" дээр ажиллах тухай зарласантай холбоотой юм.Энэ нь хуучин утас эсвэл зөөврийн компьютерын лити-ион батерей шиг EV-ийн батарей хэт бага цэнэг барьж ажиллахад хүрэхээс өмнө 1 сая миль ба түүнээс дээш зайд (тогтмол цэнэглэлтээр) цэнэглэх чадвартай батерей юм. .

Ийм батерей нь найман жил буюу 100,000 милийн цахилгаан машины батерейнд автомашин үйлдвэрлэгчдийн ердийн баталгааг давах болно.Хэдийгээр батерейны багц нь баталгаат хугацаагаа байнга давдаг ч үнэтэй батерейг солих нь ховор болсон тохиолдолд хэрэглэгчдийн цахилгаан машинд итгэх итгэл нэмэгдэх болно.Мянга мянган цэнэглэсний дараа ч цэнэгээ барьж чадах батерей нь холын зайн ачааны машиныг цахилгаанжуулах, цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерей нь сэргээгдэх эрчим хүчийг хадгалах, түгээх системийг нэвтрүүлэх боломжийг хөнгөвчлөх болно. цахилгаан сүлжээ.

Онори хэлэхдээ: "Сая миль зайны тухай ойлголт нь үнэхээр шинэ хими биш, харин батерейг бүрэн цэнэглэхгүйгээр ажиллуулах арга зам байсан" гэж хожим тайлбарлав.Холбогдох судалгаанууд нь дан лити-ион эсүүд дээр төвлөрч, ерөнхийдөө бүрэн батерейны багц шиг цэнэглэх хүчин чадлаа алддаггүй.

Сонирхсон Онори болон түүний лабораторийн хоёр судлаач - докторын дараах эрдэмтэн Вахид Азими, докторант Анируд Аллам нар одоо байгаа батерейны төрлүүдийг шинэлэг байдлаар удирдах нь хэдэн зуу, хэдэн мянган эс агуулсан бүтэн батерейны ашиглалт, ашиглалтын хугацааг хэрхэн сайжруулж болохыг судлахаар шийджээ. .

Өндөр найдвартай батерейны загвар

Эхний алхам болгон судлаачид батерейны ашиглалтын хугацаанд түүний дотор тохиолддог физик, химийн өөрчлөлтийг үнэн зөв дүрсэлсэн батерейны үйл ажиллагааны өндөр нарийвчлалтай компьютерийн загварыг бүтээжээ.Эдгээр өөрчлөлтүүдийн зарим нь хэдхэн секунд эсвэл хэдэн минутын дотор, зарим нь хэдэн сар, бүр хэдэн жилийн дотор тохиолддог.

Стэнфордын Эрчим хүчний хяналтын лабораторийн захирал Онори хэлэхдээ, "Бидний мэдэж байгаагаар бидний бүтээсэн ийм өндөр нарийвчлалтай, олон цагийн багтаамжтай батерейны загварыг өмнө нь ямар ч судалгаанд ашиглаж байгаагүй."

Загвартай симуляци хийх нь орчин үеийн батерейны багцыг бүрдүүлэгч эсийн ялгааг харгалзан оновчтой болгож, хянах боломжтой болохыг харуулж байна.Онори болон түүний хамтрагчид өөрсдийн загварыг ойрын жилүүдэд одоо байгаа тээврийн хэрэгслийн загварт хялбархан ашиглах боломжтой батерейны удирдлагын системийг хөгжүүлэхэд ашиглах болно гэж төсөөлж байна.

Зөвхөн цахилгаан тээврийн хэрэгсэл ашиг тусаа өгөхгүй.Онори хэлэхдээ, "батерейны батерейг маш их ачаалдаг" бараг ямар ч програм нь шинэ үр дүнгийн дагуу илүү сайн удирдахад сайн нэр дэвшигч байж болно.Нэг жишээ?Зарим бизнес эрхлэгчид ирэх арван жилд агаарын такси болон бусад хотын агаарын хөдөлгөөнт үйлчилгээг үзүүлэхээр төлөвлөж буй цахилгаан босоо хөөрөлт, буулттай дрон шиг нисэх онгоцыг заримдаа eVTOL гэж нэрлэдэг.Гэсэн хэдий ч цэнэглэдэг лити-ион батерейны бусад хэрэглээ, тухайлбал ерөнхий нисэх онгоц, сэргээгдэх эрчим хүчийг их хэмжээгээр хадгалах зэрэг нь анхаарал татаж байна.

Онори хэлэхдээ "Лити-ион батерейнууд дэлхийг олон талаар өөрчилсөн.""Бид энэхүү хувиргах технологи болон түүний залгамжлагчдаас аль болох ихийг олж авах нь чухал."