باتری های وسایل نقلیه الکتریکی که تحت استفاده عادی رانندگان دنیای واقعی قرار دارند، مانند ترافیک سنگین، سفرهای طولانی بزرگراه، سفرهای کوتاه شهر،و بیشتر پارک شده اند، می تواند حدود یک سوم بیشتر از پیش بینی محققان باشد.، بر اساس یک مطالعه جدید توسط دانشمندان کار در SLAC-Stanford مرکز باتری،یک مرکز مشترک بین دانشگاه استنفورد موسسه Precourt برای انرژی و آزمایشگاه شتاب دهنده ملی SLACاین نشان می دهد که مالک یک خودرو معمولی ممکن است نیازی به تعویض باتری گران قیمت یا خرید یک ماشین جدید برای چندین سال اضافی نداشته باشد.

تقریباً همیشه، دانشمندان و مهندسان باتری عمر چرخه طراحی های جدید باتری را در آزمایشگاه ها با استفاده از سرعت ثابت تخلیه و سپس شارژ مجدد آزمایش کرده اند.آنها این چرخه را به سرعت بارها تکرار می کنند تا به سرعت یاد بگیرند که آیا یک طراحی جدید برای امید به زندگی خوب است یا نه، در میان سایر ویژگی ها

این یک روش خوب برای پیش بینی امید به زندگی باتری های EV نیست، به ویژه برای افرادی که برای رفت و آمد روزانه EV دارند، با توجه به مطالعه منتشر شده در 9 دسامبر در انرژی طبیعت.در حالی که قیمت باتری ها در 15 سال گذشته حدود 90% کاهش یافته استبنابراین، مصرف کنندگان فعلی و آینده خودروهای برقی ممکن است خوشحال شوند که مایل های بیشتری در انتظار آنها هستند.

"ما باتری های EV را به روش درست آزمایش نکرده ایم" گفت سیمونا اونوری، نویسنده ارشد و استاد علوم انرژی و مهندسی در دانشکده پایداری استنفورد.به تعجب ما، رانندگی واقعی با شتاب مکرر، ترمز که یکم باتری ها را شارژ می کند، متوقف شدن برای ورود به فروشگاه، و اجازه دادن به باتری ها برای ساعت ها در یک زمان،به باتري ها کمک ميکنه که بيشتر از اوني که فکر ميکرديم دوام داشته باشن بر اساس آزمايش هاي آزمايشگاهي استاندارد صنعت.

يه سورپرايز خوشگله

محققان چهار نوع مشخصات تخلیه EV را طراحی کردند، از تخلیه ثابت استاندارد تا تخلیه پویا بر اساس داده های رانندگی واقعی.تیم تحقیقاتی 92 باتری لیتیوم یون تجاری را برای بیش از دو سال در پروفایل تخلیه آزمایش کردنددر نهایت، هرچه پروفایل ها به صورت واقع بینانه تر رفتار رانندگی واقعی را منعکس می کردند، امید به زندگی EV بالاتر بالا می رفت.

این مطالعه نشان می دهد که عوامل متعددی به طول عمر غیر منتظره کمک می کنند.یک الگوریتم یادگیری ماشینی که بر روی تمام داده های جمع آوری شده توسط تیم آموزش داده شده بود، کمک کرد تا اثرات پروفایل های تخلیه پویا بر تخریب باتری را نشان دهد..

به عنوان مثال، این مطالعه نشان داد ارتباط بین شتاب حاد و کوتاه EV و تخریب آهسته تر. این برخلاف فرضیه های طولانی مدت محققان باتری بود.از جمله تیم این مطالعهالکسیس گسلین توضیح داد که فشار دادن پای روی پدال به شدت پیری را تسریع نمی کند. در عوض، آن را کند می کند.یکی از سه نویسنده اصلی این مطالعه و دانشجوی دکترا در علوم مواد و مهندسی و علوم کامپیوتر در دانشکده مهندسی استنفورد.

دو راه برای پیر شدن

تیم تحقیقاتی همچنین به دنبال تفاوت در پیری باتری به دلیل بسیاری از چرخه های شارژ و تخلیه در مقابل پیری باتری که فقط با گذشت زمان اتفاق می افتد.باتری های خانه ای که سالهاست در یک کشو نشسته اند و مورد استفاده قرار نگرفته اند، به خوبی کار نمی کنند.، اگه اصلا کار کنن

ما مهندسان باتری فرض کرده ایم که پیری چرخه ای بسیار مهم تر از پیری ناشی از زمان است.این بیشتر برای وسایل نقلیه الکتریکی تجاری مانند اتوبوس ها و وانت های تحویل که تقریباً همیشه در حال استفاده یا شارژ هستند صادق است.گسلین گفت: برای مصرف کنندگان که از خودروهای الکتریکی خود برای رفتن به محل کار، گرفتن بچه ها، رفتن به فروشگاه مواد غذایی استفاده می کنند، اما اغلب آنها را استفاده نمی کنند یا حتی شارژ نمی کنند،زمان به علت اصلی پیری نسبت به دوچرخه سواری تبدیل می شود..

این مطالعه یک نقطه شیرین متوسط سرعت تخلیه را برای تعادل پیری زمان و چرخه پیری شناسایی می کند، حداقل برای باتری تجاری که آنها آزمایش کردند. خوشبختانه،که پنجره در محدوده واقعی مصرف کننده EV رانندگی استسازندگان خودرو می توانند نرم افزار مدیریت باتری خودروهای خود را به روز کنند تا از یافته های جدید استفاده کنند و طول عمر باتری را در شرایط واقعی به حداکثر برسانند.

نگاه به جلو

"در آینده، ارزیابی شیمی و طرح های جدید باتری با پروفایل های واقعی تقاضا واقعاً مهم خواهد بود".‬در حال حاضر محققان می توانند مکانیسم های پیر شدن احتمالی را در شیمی دوباره بررسی کننداین امر توسعه الگوریتم های کنترل پیشرفته را که استفاده از معماری های باتری تجاری موجود را بهینه می کند، تسهیل می کند.

نتایج این مطالعه فراتر از باتری ها است. دانشمندان و مهندسان می توانند این اصول را به سایر کاربردهای ذخیره سازی انرژی نیز اعمال کنند.و همچنین مواد و دستگاه های دیگر در علوم فیزیکی که در آن پیری بسیار مهم استمانند پلاستیک، عینک، سلول های خورشیدی و برخی از مواد زیستی مورد استفاده در ایمپلنت ها.

اووری گفت: "این کار قدرت ادغام چندین حوزه تخصصی را نشان می دهد، از علوم مواد، کنترل و مدل سازی تا یادگیری ماشین، برای پیشبرد نوآوری".

از گزارش استنفورد