دستاورد جدید دانشمندان شارژ پرسرعت خودرو های برقی
به گزارش لینک وبسایت، دانشمندان می گویند روش هایی را برای شارژ بسیار سریع باتری های انواع خودرو های برقی در زمان ۱۰ دقیقه یا کمتر، بدون وارد کردن آسیب به آنها طراحی نموده اند.
به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از پایگاه خبری تِک اکسپلور (Tech Xplore)، با وجود محبوبیت فزاینده وسایل نقلیه برقی، خیلی از افراد هنوز جهت استفاده از آنها مردد هستند. یکی از علل این مورد اینست که شارژکردن یک خودروی برقی بسیار بیشتر طول می کشد تا بنزین زدن یک خودروی معمولی؛ اما افزایش سرعت فرآیند شارژ احتمالا به باتری آسیب می زند و طول عمر آنرا می کاهد.
به گفته تیم پژوهشی لابراتوار ملی آیداهو، شارژ پرسرعت کلید افزایش اعتماد مصرف کننده و پذیرش کلی وسایل نقلیه است. شارژ پرسرعت وسایل نقلیه برقی به بنزین زدن در پمپ بنزین بسیار شبیه است.
شارژکردن باتری های لیتیوم یونی که سوخت وسایل نقلیه برقی را تأمین می کند یک عمل متعادل کننده ظریف است. دلخواه رانندگان اینست که با سرعت هرچه بیشتر خودرویشان را شارژ کنند و به بزرگراه ها بازگردند؛ اما با فناوری کنونی، سرعت بخشیدن به فرآیند شارژ امکان دارد سبب ایجاد آسیب شود. هنگامی که یک باتری لیتیوم یونی شارژ می شود، یون های لیتیوم از یک سمت باتری، کاتد، به سمت دیگر آن، آنُد، مهاجرت می کنند.
هنگامی که مهاجرت یون های لیتیم را سرعت می بخشیم، باتری سریع تر شارژ می شود؛ اما گاهی یون های لیتیوم به صورت کامل به آند مهاجرت نمی کنند. در چنین وضعیتی، امکان دارد فلز لیتیوم ساخته شود و این امکان دارد سبب خرابی زودهنگام باتری شود. همینطور امکان دارد سبب شود کاتد ساییده شود یا ترک بخورد. همه این مشکلات طول عمر باتری و دامنه مؤثر وسایل تقلیه را کاهش خواهد داد که پیامدهایی پرخرج و آزاردهنده برای رانندگان خواهد داشت.
یک چاره برای این مساله بغرنج اینست که پروتکل شارژ را بگونه ای تنظیم نماییم که سرعت را بهینه کند و در عین حال از واردشدن صدمه به انواع مختلف باتری که هم اکنون در وسایل نقلیه استفاده می شود، جلوگیری شود؛ اما طراحی پروتکلهای بهینه نیازمند حجم عظیمی از داده ها در رابطه با اینست که چگونه روش های مختلف بر طول عمر، کارایی و ایمنی باتری ها تاثیر می گذارد. طراحی و وضعیت باتری ها، همینطور امکان به کارگیری یک پروتکل شارژ معین با زیرساخت شبکه برق فعلی هم متغیرهای کلیدی هستند.
تیم پژوهشی لابراتوار ملی آیداهو، به منظور مقابله با این مشکلات، از تکنیک های یادگیری ماشین بهره برده است که داده های شارژ را برای ایجاد پروتکلهای شارژ منحصربه فرد ترکیب می کند.
دانشمندان با واردکردن اطلاعات وضعیت تعداد زیادی از باتری های لیتیوم یونی در طول چرخه های شارژ و دِشارژ، آنالیز یادگیری ماشین را برای پیشبینی طول عمر و روش هایی که طراحی های مختلف در نهایت شکست می خورند، آموزش دادند. این تیم، سپس، داده ها را به تجزیه وتحلیل بازگرداندند تا پروتکلهای جدیدی را شناسایی و بهینه کنند و بعداً آنها را روی باتری های واقعی آزمایش کردند.
آن ها معتقدند مقداری از انرژی را که می تواند در مدتی کوتاه وارد یک سلول باتری شود به صورت معناداری افزایش داده اند و الان بدون آبکاری لیتیوم یا ترک خوردگی کاتد بیشتر از ۹۰ درصد باتری در ۱۰ دقیقه شارژ می شود.
رسیدن از یک باتری تقریبا بدون شارژی به یک باتری با ۹۰درصد شارژ فقط در ۱۰ دقیقه از روش های کنونی فاصله بسیاری دارد. با استفاده از روش های کنونی، یک وسیله نقلیه در بهترین حالت حدود نیم ساعت طول می کشد که کاملاً شارژ شود. در حالیکه خیلی از پژوهشگران به دنبال روش هایی برای دستیابی به این نوع شارژ بسیار سریع هستند، تیم پژوهشی اظهار می کند که یکی از امتیازات مدل یادگیری ماشین آنها اینست که پروتکل ها را به فیزیک آنچه در باتری ها رخ می دهد، پیوند می زند.
پژوهشگران قصد دارند از مدل خود برای طراحی روش های بهتر و کمک به طراحی باتری های لیتیوم یونی جدید استفاده نمایند که برای شارژ سریع بهینه سازی شده اند. هدف نهایی آنها اینست که وسایل نقلیه برقی بتوانند به ایستگاه های شارژ «بگویند» چگونه باتری های خاص خویش را سریع و ایمن روشن کنند.
منبع: لینك وبسایت
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب