دستاورد جدید دانشمندان شارژ پرسرعت خودرو های برقی
مینی کامپیوتر: دانشمندان می گویند روش هایی را برای شارژ بسیار سریع باتری های انواع خودرو های برقی در زمان 10 دقیقه یا کمتر، بدون وارد کردن لطمه 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 دلیلهای این مساله این است که شارژکردن یک خودروی برقی بسیار بیشتر طول می کشد تا بنزین زدن یک خودروی معمولی؛ اما افزایش سرعت پروسه شارژ احیانا به باتری لطمه 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 تامین می کند یک عمل متعادل کننده ظریف است. دلخواه رانندگان این است که با سرعت هرچه بیشتر خودرویشان را شارژ کنند و به بزرگراه ها بازگردند؛ اما با فناوری فعلی، سرعت بخشیدن به پروسه شارژ ممکنست موجب ایجاد لطمه 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 بصورت کامل به آند مهاجرت نمی کنند. در چنین وضعیتی، ممکنست فلز لیتیوم ساخته شود و این ممکنست موجب خرابی سریع باتری شود. همین طور ممکنست موجب 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 راهکار برای این مسئله بغرنج این است که پروتکل شارژ را به شکلی تنظیم نماییم که سرعت را بهینه کند و در عین حال از واردشدن لطمه 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 درباره ی این است که چگونه روش های مختلف بر طول عمر، کارایی و ایمنی باتری ها تأثیر می گذارد. طراحی و وضعیت باتری ها، همین طور امکان به کارگیری یک پروتکل شارژ معین با زیرساخت شبکه برق فعلی نیز متغیرهای کلیدی هستند.
تیم پژوهشی لابراتوار ملی آیداهو، بمنظور 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 پیش بینی 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 بطور معناداری افزایش داده اند و الان بدون آبکاری لیتیوم یا ترک خوردگی کاتد بیش از ۹۰ درصد باتری در ۱۰ دقیقه شارژ می شود.
رسیدن از یک باتری حدودا بدون شارژی به یک باتری با ۹۰درصد شارژ فقط در ۱۰ دقیقه از روش های فعلی فاصله بسیاری دارد. با بهره گیری از روش های فعلی، یک وسیله نقلیه در بهترین حالت حدود نیم ساعت طول می کشد که کاملاً شارژ شود. در صورتیکه 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 این است 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 بهره گیرند که برای شارژ سریع بهینه سازی شده اند. هدف نهایی آنها این است که وسایل نقلیه برقی بتوانند به ایستگاه های شارژ «بگویند» چگونه باتری های خاص خودرا سریع و ایمن روشن کنند.
منبع: minicomp.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب