رانندگی توقف و رفتن در واقع ممکن است برای باتری های EV مفید باشد

هر بار که ترمزهای وسیله نقلیه الکتریکی خود را بزنید ، روی بزرگراه زیپ کنید ، یا در حالی که در محل کار هستید ، ساعت ها را که در محل کار پارک شده است ، بگذارید ، ممکن است باتری ماشین خود را به نفع خود انجام دهید. یک مطالعه جدید نشان داده است که رانندگی در دنیای واقعی به باتری های EV کمک می کند تا با استفاده از سرعت ثابت و زهکشی های پایدار ، به آزمایش های آزمایشگاهی طولانی تر و طولانی تر از آزمایشگاه های آزمایشگاهی زندگی کنند. این کشف شگفت آور می تواند باعث صرفه جویی در هزینه شما و افزایش عمر باتری EV شما تا چند سال شود.

این تحقیق که در طبیعت انرژی منتشر شده است ، نگاهی تازه به چگونگی آزمایش دانشمندان باتری ها و این آزمایشات برای رانندگان روزمره می دهد. این یافته ها از بیش از دو سال آزمایش توسط محققان در یک مرکز مشترک بین یک دانشگاه بزرگ و آزمایشگاه ملی حاصل می شود. آنها ۹۲ باتری لیتیوم یون تجاری را از طریق روال های مختلف تخلیه ، برخی بر اساس تست های آزمایشگاه سنتی و برخی دیگر که پس از عادات رانندگی واقعی مدل شده بودند ، اجرا کردند.

تاکنون دانشمندان باتری اغلب باتری ها را با شارژ و تخلیه آنها با سرعت ثابت آزمایش می کردند. این نتیجه آنها را در مورد عمر باتری ، کیفیت و عملکرد سریع به آنها داد. اما زندگی واقعی اینگونه کار نمی کند. رانندگان تمام وقت شروع ، متوقف ، ترمز و شتاب می گیرند. بسیاری از EV ها برای ساعات طولانی و گاهی اوقات استفاده نمی شوند. محققان از این سوال پرسیدند که این رفتار شروع و متوقف بر پیری باتری به روشهایی که ما در نظر نگرفته ایم تأثیر می گذارد؟

معلوم است ، این کار را انجام می دهد – و به روشی خوب.

Simona Onori ، نویسنده ارشد مطالعه و استاد دانشگاه استنفورد گفت: “ما باتری های EV را به روش صحیح آزمایش نکرده ایم.” “رانندگی واقعی با شتاب مکرر ، ترمز ، توقف برای اجرای کارها و اجازه دادن به باتری ها برای ساعت ها در واقع به باتری ها کمک می کند تا بیشتر طول بکشد.”

محققان چهار پروفایل استفاده از باتری مختلف ایجاد کردند. یکی تخلیه ساده و ثابت بود. سه مورد دیگر بر اساس داده های واقعی رانندگی ، الگوی پویاتر را منعکس می کنند – فکر می کنند ترافیک شهر ، سرعت بزرگراه ها و اجرای کار. این پروفایل ها بیش از دو سال در ده ها باتری مورد آزمایش قرار گرفتند.

نتایج حتی متخصصان را شوکه کرد. باتری های آزمایش شده با پروفایل های پویا تا ۳۸ ٪ بیشتر از آنهایی که با استفاده از نرخ ثابت آزمایش شده اند ، طول کشید. از نظر چرخه های شارژ کامل معادل – چند بار می توان باتری را شارژ کرد و به طور کامل مورد استفاده قرار گرفت – این به معنای عمر بیشتر برای باتری بود. این مهم است زیرا باتری هنوز یکی از گرانترین قسمت های EV است و تقریباً یک سوم هزینه وسیله نقلیه را تشکیل می دهد.

این نتایج به این معنی است که یک مالک معمولی EV ممکن است برای سالها بیش از یک بار انتظار داشته باشد که باتری یا ماشین را جایگزین کند.

برای فهمیدن اینکه چرا رانندگی پویا به باتری ها به آرامی بیشتر می شود ، تیم به یادگیری ماشین روی آوردند. این الگوریتم با تغذیه سیستم خود با داده های هر ۹۲ باتری ، الگوریتم می تواند الگوئی را پیدا کند که محققان انسانی از دست ندهند.

یکی از بزرگترین شگفتی ها؟ انفجارهای کوتاه شتاب به باتری ها آسیب نمی رساند. در حقیقت ، داده ها ارتباط محکمی بین این ژولت های سریع و تخریب باتری کندتر نشان دادند. الکسیس گسلین ، نویسنده اصلی این مطالعه و دانشجوی دکترا در مهندسی توضیح داد: “فشار دادن پدال به سختی باعث افزایش سن نمی شود.” “اگر هر چیزی ، آن را کند می کند.”

محققان همچنین دریافتند که پیری باتری به دو نوع می رسد: یکی از استفاده و دیگری فقط از زمان. بیشتر آزمایشات آزمایشگاهی بر روی پیری چرخه تمرکز می کنند – لباس و پارگی از شارژ و تخلیه. اما برای اکثر صاحبان EV ، ماشین زمان زیادی را صرف پارک کردن می کند. در این موارد ، خود زمان به دلیل اصلی پیری باتری تبدیل می شود.

گسلین گفت: “ما قبلاً فکر می کردیم که استفاده بیش از زمان اهمیت دارد.” “اما برای افرادی که بیشتر از EV خود برای رفت و آمد یا کارهای آخر هفته استفاده می کنند ، ساعت به همان اندازه اهمیت دارد ، شاید بیشتر.”

این مطالعه یک نقطه تعادل را نشان می دهد که میزان تخلیه بهترین تجارت را بین پیری مرتبط با زمان و استفاده از آن فراهم می کند. آن نقطه شیرین با نحوه رانندگی بیشتر مردم مطابقت دارد. بنابراین ، بدون دانستن آن ، کاربران روزمره EV با پیروی از روال عادی خود ، عمر باتری خود را افزایش می دهند.

این کشف عواقب بزرگی برای نحوه طراحی و آزمایش و آزمایش باتری های جدید دارد. شیمی درمانی باتری ، مواد و حتی نرم افزار با استفاده از روشهای تست واقع بینانه تر می تواند بهبود یابد. این تیم توصیه می کند که آزمایش های آینده شامل پروفایل های تخلیه پویا باشد که از نحوه رفتار رانندگان واقعی تقلید می کند.

لو Xu ، محقق فوق دکترا که روی این مطالعه کار کرده است ، گفت: “ارزیابی شیمی درمانی و طراحی باتری جدید با پروفایل تقاضای واقع گرایانه بسیار مهم خواهد بود.”

نرم افزاری که باتری های EV را مدیریت می کند نیز می تواند سود ببرد. با داده های بهتر در مورد نحوه پاسخ باتری ها به استفاده در دنیای واقعی ، خودروسازان می توانند سیستم های مدیریت باتری هوشمندانه تری ایجاد کنند. این سیستم ها می توانند نحوه شارژ و تخلیه باتری ها را برای کاهش سایش و افزایش عمر تنظیم کنند.

فراتر از EVS ، این بینش ها می توانند چگونگی فکر دانشمندان در مورد پیری در سایر دستگاه های ذخیره انرژی مانند باتری های خورشیدی را تغییر دهند. حتی مواد موجود در زمینه های دیگر – مانند پلاستیک ، لیوان ، و کاشت پزشکی – به روش هایی که به دلیل نحوه آزمایش آنها در آزمایشگاه ، سوء تفاهم شده اند.

اونری گفت: “این کار قدرت ادغام بسیاری از زمینه های تخصصی را برجسته می کند.” “از علوم و سیستم های کنترل مواد گرفته تا یادگیری ماشین ، ما با همکاری مشترک در حال پیشبرد نوآوری هستیم.”

غذای اصلی؟ اگر EV را رانندگی کنید ، باتری شما ممکن است از قبل بهتر از آنچه فکر می کنید پیر شود. فراز و نشیب های عادی زندگی روزمره – مربای ترافیک ، مواد غذایی ، بعد از ظهرهای پارک شده – همه می توانند با هم کار کنند تا باتری شما طولانی تر شود. این می تواند نگرانی های خریداران بالقوه EV را که نگران تعویض باتری هستند ، کاهش دهد. همچنین می تواند خودروسازان را به سمت بهبود روشهای آزمایش خود سوق دهد و بر اساس انتظارات واقع بینانه تر ، ضمانت باتری بهتری را ارائه دهد.

در حالی که آزمایشات آزمایشگاهی یک بار به عنوان استاندارد طلا برای قضاوت در مورد عمر باتری عمل می کرد ، اکنون به نظر می رسد کمی از تاریخ خارج شده است. رانندگی در دنیای واقعی ، با تمام سوالات و مکث های خود ، ممکن است بهترین آزمایش از همه باشد.