أنظمة إدارة البطاريات القائمة على النماذج للبطاريات الحالية والجيل القادم - عالم الفيزياء

تم إجراء بحث مكثف حول الشحن السريع من أجل التطبيق الواسع النطاق لبطاريات الليثيوم أيون للسيارات الكهربائية. ومع ذلك ، فإن الشحن عند التيارات العالية يسرع العديد من التفاعلات الطفيلية التي تؤدي إلى تدهور الخلية ، مما يؤثر على عمرها. تؤدي هذه التفاعلات إلى فقدان مخزون الليثيوم وفقدان المادة الفعالة وزيادة المقاومة في الخلية. تتضمن أمثلة هذه التفاعلات الجانبية نمو الطبقة البينية الصلبة بالكهرباء (SEI) ، وانحلال وترسيب المعدن الانتقالي ، وطلاء الليثيوم ، وأكسدة المذيبات. تؤدي هذه الآليات إلى تدهور الخلية وتقليل دورة حياتها.

تعمل نماذج البطاريات متعددة المقاييس القائمة على الفيزياء على حل المعادلات التي تحكم موازين الشحنة والكتلة داخل الخلية. باستخدام هذه النماذج الرياضية التفصيلية ، من الممكن دراسة آليات تدهور المواد والتنبؤ بتأثيرها على فقدان السعة في ظل ظروف تشغيل عديدة. يمكن استخدام هذه النماذج لتصميم بطاريات جديدة بمواد مناسبة ومعلمات تصميم مناسبة لأي غرض معين.

والأهم من ذلك ، يمكن دمج هذه النماذج مع أنظمة إدارة البطارية (BMS) للتحكم في أداء الخلية. يمكن استخدام هذه النماذج أيضًا لتصميم بروتوكولات شحن جديدة تتيح أداءً آمنًا ومثاليًا للخلايا ، وقمع تدهور مادة الخلية. تراقب BMS وتحافظ على الجهد والتيار ودرجة الحرارة ، وتقدير الحالات الداخلية للخلية. تتطلب خوارزميات BMS المستندة إلى النموذج رموزًا سريعة يمكنها التنبؤ بمعلمات البطارية وتقديرها في الوقت الفعلي والتحكم في أداء البطارية تحت الأحمال المختلفة.

حاليًا ، يطبق نظام إدارة المباني نماذج الدوائر المكافئة التي لا تتنبأ بشكل كافٍ بأداء الخلية لمختلف الظروف ومعلمات التصميم. تقدم هذه الندوة عبر الويب الجهود الحالية لنقل نماذج BMS للبطاريات الحالية والجيل القادم.

جلسة تفاعلية للأسئلة والأجوبة تتبع العرض التقديمي.

فينكات سوبرامانيان هو أستاذ إرنست داشيل كوكريل الثاني للهندسة في قسم الهندسة الميكانيكية وهندسة علوم المواد في جامعة تكساس في أوستن (UT). البروفيسور سوبرامانيان هو زميل منتخب في جمعية الكيمياء الكهربية ، حيث شغل منصب الرئيس المنتخب لقسم الكيمياء الكهربية الصناعية والهندسة الكهروكيميائية (IE&EE) ، ومحرر تقني منتخب. وهو أيضًا رئيس منتخب سابقًا لمنطقة 1e: (الهندسة الكهروكيميائية) من AIChE. تهدف مجموعته إلى أن تكون المجموعة الرائدة عالميًا في أنظمة إدارة البطارية المستندة إلى النموذج (BMS).

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون السيارات / المركبات الكهربائية ، كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• BlockOffsets. تحديث ملكية الأوفست البيئية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/model-based-battery-management-systems-for-current-and-next-generation-batteries/