Исследователи Stanford University разрабатывают способ измерения мощности и емкости хранения аккумуляторов по мере их старения, сообщил университет.

«Ученые Stanford University предлагают способ прогнозировать реальное состояние перезаряжаемого аккумулятора в реальном времени. Новый алгоритм объединяет данные датчиков с компьютерным моделированием физических процессов, которые приводят к деградации ячеек литий-ионных аккумуляторов, чтобы предсказать оставшуюся емкость хранения и уровень заряда батареи», — говорится в сообщении.

Симона Онори, доцент кафедры инженерии энергетических ресурсов Школы наук о Земле, энергетике и окружающей среде Stanford, сообщила: «Мы использовали электрохимические параметры, которые ранее никогда не применялись для оценки». Исследование опубликовано 11 сентября в журнале IEEE Transactions on Control Systems Technology.

В настоящее время автопроизводители добавляют резервную емкость, чтобы компенсировать неизвестный объем деградации, что увеличивает стоимость и использование дефицитных, а порой и токсичных материалов. Это исследование поможет точнее оценивать фактическую емкость, что позволит уменьшить аккумуляторы и увеличить запас хода электромобилей.

«При использовании нашей модели по-прежнему важно внимательно следить за тем, как используется аккумуляторная система», — пояснила Онори. «Но если у вас есть большая уверенность в том, сколько энергии может хранить ваш аккумулятор на протяжении всего срока службы, вы можете использовать больше этой емкости. Наша система показывает, где находятся пределы, поэтому аккумуляторы можно эксплуатировать более точно».

Согласно исследованию, точность прогнозов находится в пределах 2 процентов от фактического срока службы аккумулятора, зафиксированного в экспериментах. Это позволяет использовать старые аккумуляторы электромобилей для накопления энергии в электросети. «На сегодняшний день аккумуляторы, снятые с электромобилей, сильно различаются по качеству и характеристикам», — сказала Онори. «До сих пор не существовало надежного и эффективного метода их стандартизации, тестирования или сертификации таким образом, чтобы они могли конкурировать с новыми аккумуляторами, специально созданными для стационарного хранения энергии».

Аккумуляторные ячейки электромобилей составляют около 30 процентов от общей стоимости автомобиля. Исследование предлагает более точный метод измерения деградации литиевых аккумуляторов.

«Команда сосредоточила свои эксперименты на типе литий-ионного аккумулятора, широко используемого в электромобилях (оксид лития никеля марганца кобальта), чтобы оценить ключевые внутренние переменные, такие как концентрация лития и емкость ячейки. Но эта модель достаточно универсальна, чтобы ее можно было применить и к другим типам литий-ионных аккумуляторов, а также учитывать другие механизмы деградации аккумуляторов», — говорится в исследовательской работе.

«Мы показали, что наш алгоритм — это не просто красивая теоретическая работа, которая может выполняться на компьютере», — сказала Онори. «Напротив, это практический, реализуемый алгоритм, который, если его внедрить и использовать в автомобилях уже завтра, может привести к созданию более долговечных аккумуляторов, более надежных автомобилей и меньших по размеру аккумуляторных блоков».