Systemy zarządzania akumulatorami oparte na modelach dla akumulatorów obecnej i nowej generacji – Physics World

Szybkie ładowanie jest przedmiotem intensywnych badań pod kątem powszechnego stosowania akumulatorów litowo-jonowych w pojazdach elektrycznych. Jednakże ładowanie wysokimi prądami przyspiesza kilka reakcji pasożytniczych, które prowadzą do degradacji ogniwa, wpływając na jego żywotność. Reakcje te prowadzą do utraty zapasów litu, utraty materiału aktywnego i zwiększonej impedancji w ogniwie. Przykłady tych reakcji ubocznych obejmują wzrost warstwy międzyfazowej ciało stałe-elektrolit (SEI), rozpuszczanie i osadzanie metali przejściowych, platerowanie litem i utlenianie rozpuszczalnika. Mechanizmy te degradują komórkę i skracają jej cykl życia.

Oparte na fizyce, wieloskalowe modele akumulatorów rozwiązują równania rządzące bilansem ładunku i masy w ogniwie. Korzystając z tych szczegółowych modeli matematycznych, możliwe jest badanie mechanizmów degradacji materiałów i przewidywanie ich wpływu na utratę wydajności w kilku warunkach pracy. Modele te można wykorzystać do zaprojektowania nowych akumulatorów z odpowiednich materiałów i parametrów konstrukcyjnych dostosowanych do dowolnego celu.

Co ważniejsze, modele te można zintegrować z systemami zarządzania baterią (BMS), aby kontrolować wydajność ogniwa. Modele te można następnie wykorzystać do projektowania nowatorskich protokołów ładowania, które umożliwiają bezpieczne i optymalne działanie ogniw oraz zapobiegają degradacji materiału ogniwa. BMS monitoruje i utrzymuje napięcie, prąd i temperaturę oraz szacuje stany wewnętrzne ogniwa. Algorytmy BMS oparte na modelach wymagają szybkich kodów, które mogą przewidywać i szacować parametry akumulatora w czasie rzeczywistym oraz kontrolować jego wydajność przy różnych obciążeniach.

Obecnie BMS wdraża równoważne modele obwodów, które w niedostateczny sposób przewidują wydajność ogniwa dla różnych warunków i parametrów projektowych. W tym seminarium internetowym zaprezentowane zostaną obecne wysiłki zmierzające do przeniesienia modeli BMS na akumulatory obecnej i nowej generacji.

Po prezentacji następuje interaktywna sesja pytań i odpowiedzi.

Venkat Subraman jest profesorem inżynierii Ernest Dashiell Cockrell II na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Inżynierii Materiałowej Uniwersytetu Teksasu w Austin (UT). Prof. Subramanian jest członkiem The Electrochemical Society, gdzie pełnił funkcję przewodniczącego Wydziału Elektrochemii Przemysłowej i Inżynierii Elektrochemicznej ECS (IE&EE) oraz wybranego redaktora technicznego. Jest także wybranym w przeszłości przewodniczącym Obszaru 1e: (Inżynieria Elektrochemiczna) AIChE. Jego grupa pragnie być światowym liderem w dziedzinie opartych na modelach systemów zarządzania akumulatorami (BMS).

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Motoryzacja / pojazdy elektryczne, Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Przesunięcia bloków. Modernizacja własności offsetu środowiskowego. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/model-based-battery-management-systems-for-current-and-next-generation-batteries/