U sicretu per a longa vita per e batterie rechargeable pò esse in un abbracciu di diffarenza.Un novu mudellu di cumu e cellule di ioni di litiu in un pacchettu si degradanu mostranu un modu per adattà a carica à a capacità di ogni cellula in modu chì e batterie EV ponu gestisce più cicli di carica è impedisce u fallimentu.

A ricerca, publicata u 5 di nuvembre inTransazzioni IEEE nantu à Tecnulugia di Sistemi di Control, mostra cumu a gestione attiva di a quantità di corrente elettrica chì scorri à ogni cellula in un pacchettu, invece di furnisce a carica uniformemente, pò minimizzà l'usura.L'approcciu permette in modu efficace à ogni cellula di campà a so vita megliu - è più longa.

Sicondu u prufessore di Stanford è l'autore di studiu anzianu Simona Onori, simulazioni iniziali suggerenu chì e batterie gestite cù a nova tecnulugia puderanu trattà almenu 20% di più cicli di carica-scarica, ancu cù una carica rapida frequente, chì mette una tensione extra à a batteria.

A maiò parte di i sforzi precedenti per allargà a vita di a bateria di e vitture elettriche anu focu annantu à migliurà u disignu, i materiali è a fabricazione di celle singole, basatu annantu à a premessa chì, cum'è i ligami in una catena, un pacchettu di batterie hè solu bonu cum'è a so cellula più debule.U novu studiu principia cù una cunniscenza chì, mentre i ligami debuli sò inevitabbili - per via di l'imperfezioni di fabricazione è perchè alcune cellule si degradanu più rapidamente cà l'altri postu chì sò esposti à stress cum'è u calore - ùn anu micca bisognu di abbassà tuttu u pacchettu.A chjave hè di adattà i tassi di carica à a capacità unica di ogni cellula per impedisce u fallimentu.

"Se ùn hè micca trattatu bè, l'eterogeneità di cellula à cellula ponu cumprumette a longevità, a salute è a sicurità di un pacchettu di batteria è induce un malfunzionamentu di u pacchettu di batteria iniziale", disse Onori, chì hè un assistente prufissore di ingegneria di scienza energetica à Stanford Doerr. Scola di Sostenibilità."U nostru approcciu equalizeghja l'energia in ogni cellula in u pacchettu, purtendu tutte e cellule à u statu di carica finale destinatu in modu equilibratu è migliurà a longevità di u pacchettu".

Ispiratu à custruisce una batteria di milioni di chilometri

Parte di l'impetu per a nova ricerca ritrova à un annunziu di u 2020 da Tesla, a cumpagnia di vitture elettriche, di u travagliu nantu à una "batteria di milioni di chilometri".Questa seria una bateria capace di alimentà una vittura per 1 milione di chilometri o più (cù una carica regulare) prima di ghjunghje à u puntu induve, cum'è a bateria di lithium-ion in un vechju telefunu o laptop, a bateria di l'EV cuntene troppu pocu carica per esse funziunale. .

Una tale batteria superaria a garanzia tipica di l'automobilisti per e batterie di veiculi elettrici di ottu anni o 100.000 miglia.Ancu s'è i pacchetti di batterie duranu abitualmente a so garanzia, a fiducia di i cunsumatori in i veiculi elettrici puderia esse rinfurzata se i sostituzioni di pacchetti di batterie costose diventanu sempre più rare.Una batteria chì pò ancu mantene una carica dopu à millaie di ricariche puderia ancu facilità a strada per l'elettrificazione di camioni à longu andà, è per l'adopzione di i cosiddetti sistemi di veiculi à a rete, in quale e batterie EV emmagatzemu è spedite energia rinnuvevule per a rete elettrica.

"Hè statu spiegatu dopu chì u cuncettu di a bateria di milioni di milla ùn era micca veramente una nova chimica, ma solu un modu per operà a bateria per ùn fà micca aduprà a gamma completa di carica", disse Onori.A ricerca correlata hè stata centrata nantu à e singole cellule di lithium-ion, chì generalmente ùn perdenu micca a capacità di carica più rapidamente cum'è i pacchetti di batterie pieni.

Intrigati, Onori è dui circadori in u so laboratoriu - u studiu postdoctorale Vahid Azimi è u studiente di PhD Anirudh Allam - anu decisu di investigà cumu a gestione inventiva di i tipi di batterie esistenti puderia migliurà a prestazione è a vita di serviziu di un pacchettu di batterie cumpletu, chì pò cuntene centinaie o millaie di cellule. .

Un mudellu di bateria d'alta fideltà

Cum'è un primu passu, i circadori anu creatu un mudellu di computer d'alta fedeltà di u cumpurtamentu di a batteria chì rapprisenta accuratamente i cambiamenti fisichi è chimichi chì si facenu in una batteria durante a so vita operativa.Certi di sti cambiamenti si sviluppanu in una materia di sicondi o minuti - altri in mesi o ancu anni.

"À u megliu di a nostra cunniscenza, nisun studiu precedente hà utilizatu u tipu di mudellu di batteria d'alta fedeltà, multi-timescale chì avemu creatu", disse Onori, chì hè direttore di u Stanford Energy Control Lab.

Eseguite simulazioni cù u mudellu hà suggeritu chì un pacchettu di batterie mudernu pò esse ottimizatu è cuntrullatu abbracciandu e differenze trà e so cellule custituenti.Onori è i culleghi imaginanu chì u so mudellu serà utilizatu per guidà u sviluppu di sistemi di gestione di batterie in l'anni à vene chì ponu esse facilmente implementati in i disinni di veiculi esistenti.

Ùn sò micca solu i veiculi elettrici chì ponu benefiziu.Praticamente ogni applicazione chì "stresseghja assai a bateria" puderia esse un bon candidatu per una gestione megliu infurmata da i novi risultati, disse Onori.Un esempiu?Avioni simili à droni cù decollo è atterraggio verticale elettricu, à volte chjamati eVTOL, chì certi imprenditori aspettanu di operare cum'è taxi aerei è furnisce altri servizii di mobilità aerea urbana in a prossima dicada.Eppuru, altre applicazioni per e batterie di lithium-ion ricaricabili sò invitate, cumprese l'aviazione generale è u almacenamentu à grande scala di energia rinnuvevuli.

"E batterie di lithium-ion anu digià cambiatu u mondu in tanti modi", disse Onori."Hè impurtante chì ottenemu quantu pudemu da sta tecnulugia trasformativa è i so successori à vene".