Συστήματα διαχείρισης μπαταριών που βασίζονται σε μοντέλα για μπαταρίες τρέχουσας και επόμενης γενιάς – Physics World

Η γρήγορη φόρτιση έχει ερευνηθεί σε μεγάλο βαθμό για την ευρεία εφαρμογή μπαταριών ιόντων λιθίου για ηλεκτρικά οχήματα. Ωστόσο, η φόρτιση σε υψηλά ρεύματα επιταχύνει αρκετές παρασιτικές αντιδράσεις που οδηγούν στην υποβάθμιση του κυττάρου, επηρεάζοντας τη διάρκεια ζωής του. Αυτές οι αντιδράσεις οδηγούν σε απώλεια αποθέματος λιθίου, απώλεια ενεργού υλικού και αυξημένη σύνθετη αντίσταση στο στοιχείο. Παραδείγματα αυτών των πλευρικών αντιδράσεων περιλαμβάνουν την ανάπτυξη του στρώματος ενδιάμεσης φάσης στερεού ηλεκτρολύτη (SEI), διάλυση και εναπόθεση μετάλλου μεταπτώσεως, επίστρωση λιθίου και οξείδωση διαλύτη. Αυτοί οι μηχανισμοί υποβαθμίζουν το κύτταρο και μειώνουν τη ζωή του κύκλου του.

Τα μοντέλα μπαταριών πολλαπλής κλίμακας βασισμένα στη φυσική επιλύουν εξισώσεις που διέπουν τις ισορροπίες φορτίου και μάζας εντός της κυψέλης. Χρησιμοποιώντας αυτά τα λεπτομερή μαθηματικά μοντέλα, είναι δυνατό να μελετηθούν οι μηχανισμοί υποβάθμισης των υλικών και να προβλεφθεί ο αντίκτυπός τους στην απώλεια χωρητικότητας υπό διάφορες συνθήκες λειτουργίας. Αυτά τα μοντέλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το σχεδιασμό νέων μπαταριών με κατάλληλα υλικά και παραμέτρους σχεδίασης κατάλληλες για κάθε δεδομένο σκοπό.

Πιο κρίσιμο, αυτά τα μοντέλα μπορούν να ενσωματωθούν με συστήματα διαχείρισης μπαταριών (BMS) για τον έλεγχο της απόδοσης της κυψέλης. Αυτά τα μοντέλα μπορούν περαιτέρω να χρησιμοποιηθούν για το σχεδιασμό νέων πρωτοκόλλων φόρτισης που επιτρέπουν την ασφαλή και βέλτιστη απόδοση κυψέλης και καταστέλλουν την υποβάθμιση του υλικού της κυψέλης. Το BMS παρακολουθεί και διατηρεί την τάση, το ρεύμα και τη θερμοκρασία και εκτιμά τις εσωτερικές καταστάσεις του στοιχείου. Οι αλγόριθμοι BMS που βασίζονται σε μοντέλα απαιτούν γρήγορους κωδικούς που μπορούν να προβλέψουν και να εκτιμήσουν τις παραμέτρους της μπαταρίας σε πραγματικό χρόνο και να ελέγξουν την απόδοση της μπαταρίας κάτω από διαφορετικά φορτία.

Επί του παρόντος, το BMS εφαρμόζει ισοδύναμα μοντέλα κυκλωμάτων που προβλέπουν ανεπαρκώς την απόδοση της κυψέλης για διάφορες συνθήκες και παραμέτρους σχεδιασμού. Αυτό το διαδικτυακό σεμινάριο παρουσιάζει τις τρέχουσες προσπάθειες για τη μετακίνηση των μοντέλων για BMS για μπαταρίες τρέχουσας και επόμενης γενιάς.

Μια διαδραστική συνεδρία Q&A ακολουθεί την παρουσίαση.

Βενκάτ Σουμπραμανιάν είναι ο Ernest Dashiell Cockrell II Καθηγητής Μηχανικής στο Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Επιστήμης Υλικών, στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν (UT). Ο Καθ. Subramanian είναι εκλεγμένος συνεργάτης της The Electrochemical Society, όπου έχει υπηρετήσει ως εκλεγμένος πρόεδρος του Τμήματος Βιομηχανικής Ηλεκτροχημείας και Ηλεκτροχημικής Μηχανικής ECS (IE&EE) και εκλεγμένος τεχνικός συντάκτης. Είναι επίσης πρώην εκλεγμένος πρόεδρος της Περιοχής 1ε: (Ηλεκτροχημική Μηχανική) του ΑΙΧΕ. Η ομάδα του στοχεύει να είναι ο κορυφαίος όμιλος παγκοσμίως στα συστήματα διαχείρισης μπαταριών που βασίζονται σε μοντέλα (BMS).

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Αυτοκίνητο / EVs, Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• BlockOffsets. Εκσυγχρονισμός της περιβαλλοντικής αντιστάθμισης ιδιοκτησίας. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/model-based-battery-management-systems-for-current-and-next-generation-batteries/