Ny tsiambaratelon'ny fiainana lava ho an'ny bateria azo rechargeable dia mety ho ao anatin'ny fihinan'ny fahasamihafana.Ny maodely vaovao momba ny fanimbana ny sela lithium-ion ao anaty fonosana dia mampiseho fomba iray hampifanaraka ny fiampangana amin'ny fahafahan'ny sela tsirairay mba hahafahan'ny bateria EV mitantana tsingerin'ny fiampangana bebe kokoa ary manakana ny tsy fahombiazana.

Ny fikarohana, navoaka tamin'ny 5 NovIEEE Transactions on Control Systems Technology, dia mampiseho fa ny fitantanana mavitrika ny habetsahan'ny herinaratra mandeha amin'ny sela tsirairay ao anaty fonosana iray, fa tsy ny fandefasana entana tsy mitovy, dia afaka manamaivana ny faharatrana.Ny fomba fiasa dia mamela ny sela tsirairay hiaina ny fiainana tsara indrindra - sy lava indrindra.

Araka ny filazan'ny profesora Stanford sy ny mpanoratra zokiolona, ​​Simona Onori, ny simulation voalohany dia milaza fa ny bateria tantanana miaraka amin'ny teknolojia vaovao dia afaka mahazaka 20% farafahakeliny ny tsingerin'ny famotsorana, na dia amin'ny fiampangana haingana matetika aza, izay manenjana ny bateria.

Ny ankamaroan'ny ezaka teo aloha hanelanelana ny fiainan'ny bateria fiara elektrika dia nifantoka tamin'ny fanatsarana ny famolavolana, ny fitaovana ary ny famokarana sela tokana, mifototra amin'ny fiheverana fa, toy ny rohy amin'ny rojo, ny fonosana batterie dia tsara amin'ny sela malemy indrindra.Ny fandinihana vaovao dia manomboka amin'ny fahatakarana fa na dia tsy azo ihodivirana aza ny rohy malemy - noho ny tsy fahalavorariana amin'ny famokarana ary satria ny sela sasany dia miharatsy haingana kokoa noho ny hafa rehefa tratran'ny adin-tsaina toy ny hafanana - tsy mila mampidina ny fonosana manontolo izy ireo.Ny fanalahidy dia ny mampifanaraka ny tahan'ny famandrihana amin'ny fahaiza-manaon'ny sela tsirairay mba hisorohana ny tsy fahombiazana.

"Raha tsy voavaha araka ny tokony ho izy, ny heterogène cell-to-cell dia mety hanimba ny faharetana, ny fahasalamana ary ny fiarovana ny fonosana bateria ary miteraka tsy fahampian'ny bateria aloha," hoy i Onori, izay mpampianatra mpanampy amin'ny injeniera momba ny angovo ao amin'ny Stanford Doerr. Sekolin'ny Faharetana."Ny fomba fiasanay dia mampitovy ny angovo ao amin'ny sela tsirairay ao anaty fonosana, mitondra ny sela rehetra ho amin'ny fiampangana farany voatondro amin'ny fomba voalanjalanja ary manatsara ny faharetan'ny fonosana."

Nahazo aingam-panahy hanangana bateria an-tapitrisany kilaometatra

Ny ampahany amin'ny tosika ho an'ny fikarohana vaovao dia miverina amin'ny fanambarana tamin'ny taona 2020 nataon'i Tesla, orinasa fiara elektrika, momba ny asa amin'ny "batterie an-tapitrisany kilaometatra."Ity dia batterie afaka mampandeha fiara mandritra ny 1 tapitrisa kilaometatra na mihoatra (miaraka amin'ny fiampangana tsy tapaka) alohan'ny hahatongavana amin'ny toerana izay, toy ny bateria lithium-ion amin'ny finday na solosaina taloha, ny bateria EV dia manana fiampangana kely loatra mba ho azo ampiasaina. .

Ny bateria toy izany dia mihoatra noho ny fiantohana mahazatra ataon'ny mpanamboatra fiara ho an'ny bateria fiara elektrika mandritra ny valo taona na 100.000 kilaometatra.Na dia mihoatra lavitra noho ny fiantohana azy aza ny fonosana batterie, dia mety hihamatanjaka ny fahatokisan'ny mpanjifa amin'ny fiara elektrika raha toa ka mihakely kokoa ny fanoloana fonosana batterie lafo vidy.Ny bateria izay mbola mahazaka fiampangana aorian'ny famerenam-bola an'arivony dia afaka manamaivana ny lalana ho an'ny herinaratra amin'ny kamiao lavitra, ary amin'ny fananganana rafitra antsoina hoe fiara mankany amin'ny tambajotra, izay ahafahan'ny bateria EV mitahiry sy mandefa angovo azo havaozina ny rafitra herinaratra.

"Nohazavaina taty aoriana fa ny foto-kevitry ny bateria an-tapitrisany kilaometatra dia tsy tena simika vaovao, fa fomba iray hampandehanana ny bateria amin'ny tsy fampiasana azy amin'ny alàlan'ny fiampangana feno," hoy i Onori.Ny fikarohana mifandraika dia nifantoka tamin'ny sela lithium-ion tokana, izay amin'ny ankapobeny dia tsy mahavery ny tanjaky ny fiampangana haingana toy ny kitapo feno batterie.

Raha liana i Onori sy ireo mpikaroka roa ao amin'ny laboratoarany - Vahid Azimi, manam-pahaizana momba ny postdoctoral ary mpianatra PhD Anirudh Allam - dia nanapa-kevitra ny hanadihady ny fomba ahafahan'ny fitantanana mamorona karazana bateria efa misy hanatsara ny fahombiazany sy ny fiainan'ny kitapo feno bateria, izay mety misy sela an-jatony na an'arivony. .

Modely bateria avo lenta

Amin'ny maha-dingana voalohany azy, ny mpikaroka dia nanamboatra modely amin'ny solosaina mahatoky tena tsara amin'ny fitondran-tenan'ny bateria izay maneho tsara ny fiovana ara-batana sy simika mitranga ao anaty bateria mandritra ny androm-piasany.Ny sasany amin'ireo fiovana ireo dia miseho ao anatin'ny segondra na minitra - ny hafa mandritra ny volana na taona.

"Raha ny fahalalantsika indrindra dia tsy nisy fianarana teo aloha nampiasa ny karazana batterie avo lenta, multi-timescale modely noforoninay," hoy i Onori, izay talen'ny Stanford Energy Control Lab.

Ny fampandehanana simulation miaraka amin'ny maodely dia nanoro hevitra fa ny fonosana batterie maoderina dia azo amboarina sy fehezina amin'ny alàlan'ny fampifandraisana ny fahasamihafana eo amin'ireo sela misy azy.Onori sy ny mpiara-miasa dia mieritreritra ny modely ampiasain'izy ireo hitarika ny fampandrosoana ny rafitra fitantanana bateria amin'ny taona ho avy izay azo apetraka mora amin'ny famolavolana fiara efa misy.

Tsy ny fiara mandeha amin'ny herinaratra ihany no mahazo tombony.Saika ny fampiharana rehetra izay "manery be ny bateria" dia mety ho kandidà tsara ho an'ny fitantanana tsara kokoa nampahafantarina ny valiny vaovao, hoy i Onori.Ohatra iray?Fiaramanidina sahala amin'ny drone miaraka amin'ny fiaingana sy fipetrahana mitsangana elektrika, indraindray antsoina hoe eVTOL, izay andrasan'ny mpandraharaha sasany ho toy ny taxi an'habakabaka ary manome tolotra hafa mivezivezy an'habakabaka an-tanàn-dehibe mandritra ny folo taona manaraka.Na izany aza, ny fampiharana hafa ho an'ny bateria lithium-ion rechargeable dia miantso, ao anatin'izany ny fiaramanidina ankapobeny sy ny fitahirizana angovo azo havaozina midadasika.

"Ny bateria Lithium-ion dia efa nanova izao tontolo izao tamin'ny fomba maro," hoy i Onori."Zava-dehibe ny hahazoantsika betsaka araka izay tratrantsika avy amin'ity teknolojia manova ity sy ireo mpandimby azy ho avy."