Новый алгоритм поможет проектировать суперэффективные батареи

Сложный алгоритм, предложенный инженерами Калифорнийского университета в Сан-Диего, позволяет заставить литий-ионные батареи работать более эффективно, снижая их стоимость на 25% и сокращая время зарядки вдвое.

Применяемые сегодня в индустрии методы оценки состояния аккумулятора на основе показаний тока и напряжения весьма грубы и приблизительны. Базирующиеся на них рекомендации ведут к появлению чересчур больших, тяжелых и дорогих батарей, заряжающихся слишком медленно.

Долгое время восстановления заряда (по сравнению с процедурой заправки бензином) является одной из причин, заставляющих автопроизводителей пока сомневаться в практичности электромобилей. Поэтому, в частности, Toyota недавно отказалась от массового выпуска своей второй модели с электроприводом, eQ.

На разработку более совершенных методик и технологий оценки агентство ARPA-E при Министерстве энергетики США выделило грант в размере 9,6 млн долл., который Калифорнийский университет осваивает совместно с поставщиком автодеталей, фирмой Bosch и производителем батарей, Cobasys.

Разработанный ими алгоритм, вместо того, чтобы отслеживать напряжение и ток, выполняет оценку процессов, происходящих в аккумуляторе на электрохимическом уровне. Предложенная математическая модель позволяет получить представление о распределении ионов в батарее. Получить эту информацию методами прямого измерения очень сложно даже при наличии дорогостоящего лабораторного оборудования, поскольку ионы располагаются в глубине испещренного порами материала анода.

Используя полученный грант, инженеры смогут осуществить доводку созданного ими алгоритма и испытать его на реальных батареях для электромобилей на тестовых стендах, разработанных в Bosch и Cobasys. Возможность непосредственного мониторинга критических состояний аккумуляторов позволит исследователям сформулировать стратегию наилучшего их использования – реализуя максимальный потенциал при обеспечении безопасной и продолжительной эксплуатации.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365