De nouvelles recherches coupe batterie Li-Ion temps de chargement de moitié

Des chercheurs de l'Jacobs School of Engineering de l'Université de Californie à San Diego se concentrent sur un autre moyen d'améliorer l'efficacité, si. Leur technologie implique un algorithme amélioré qui permet aux batteries de téléphone pour charger deux fois plus rapide que les batteries Li-ion classiques. Ces blocs d'alimentation fonctionnent aussi plus efficacement, et coûtent 25% moins cher à produire.

L'équipe a effectivement obtenu un financement de l'ARPA-E le projet du DoE 460 000 $, dans le cadre d'une subvention de 9,6 millions $ pour le développement plus efficace la technologie de la batterie.

Dans les GIST, le nouvel algorithme se déplace loin de l'aide de tension pour déterminer la charge de la batterie, ce qui est une façon grossière de mesure. Plutôt, nouvel algorithme de chercheurs tente effectivement de déterminer la charge dans chacune des particules de la cellule.

Consultez le communiqué de presse ci-dessous pour une (demi) explication technique de la façon dont la nouvelle technologie fonctionne. Ce sera non seulement trouver son chemin vers les téléphones mobiles, vous l'esprit, étant donné la mention de voitures à piles et autres dispositifs.

Krstic et Moura prennent une approche unique pour faire batteries lithium-ion plus efficace. Au lieu de tension et de courant surveillance, ils ont conçu des algorithmes sophistiqués qui peuvent estimer ce qui est physiquement passe à l'intérieur de la batterie lithium-ion.

"Nous avons la capacité unique d'aborder les difficultés à estimer l'état de charge-têtes sur de la batterie, au niveau électrochimique," dit Krstic.

La technologie actuelle

Les fabricants comptent habituellement sur tension et de courant pour surveiller le comportement et la santé de la batterie. Mais ce sont des mesures très grossières, dit Krstic. Se fondant sur ces mesures conduit à plus de conçu, batteries surdimensionnées qui pèsent et coûtent plus cher. Ils prennent également beaucoup de temps à charger, par rapport aux véhicules à essence. Toyota a récemment annulé la production de masse de sa deuxième voiture tout-électrique, la eQ, invoquant des préoccupations quant à la viabilité de la technologie des véhicules électriques, y compris la quantité de temps pour charger les véhicules.

Les batteries au lithium-ion sont cylindriques et en trois tôles laminées ensemble, très semblable à un rouleau de la gelée. Une couche est l'anode, une autre couche joue le rôle de séparateur et une autre couche est la cathode. Lorsque la batterie est complètement chargée, les ions lithium sont stockés à l'anode. La batterie est conçue de telle sorte que les ions veulent passer de l'anode vers la cathode, l'alimentation du dispositif auquel il est connecté dans le processus. Pour savoir si la batterie fonctionne correctement, il est important de savoir où les ions sont dans l'anode. Mais ce qui est très difficile à mesurer, même avec des équipements sophistiqués. Les ions sont généralement déposées particules Deep Inside de forme irrégulière au sein de l'anode.

Essayer d'estimer la charge des particules en mesurant seulement la tension de la batterie est semblable à avoir la personne qui recueille des billets à l'entrée d'un cinéma essayer d'estimer laquelle des sièges les patrons prennent en regardant la vitesse à laquelle la ligne à l'entrée se déplace, Moura dit. Dans cette analogie, les ions sont les clients qui font leur façon de sièges au sein de chaque rangée, qui représentent les particules.

Entrez l'estimation et de contrôle des algorithmes Krstic et Moura développés. Les algorithmes permettent aux chercheurs d'estimer où les particules sont. Ainsi, le cinéma peut maintenant être rempli à la sécurité des capacités et efficacement. Le modèle peut également estimer comment la santé de la batterie évolue au fil du temps, soit l'équivalent de ce qui se brisent sièges dans le théâtre et ont besoin d'être réparé ou remplacé.

La subvention permettra aux chercheurs d'affiner les algorithmes et les tester sur piles réelles sur les bancs d'essai développés par Bosch et Cobasys. Ils vont estimer la répartition de charge dans la batterie. Ensuite, ils vont évaluer son état de santé. Enfin les chercheurs mettront au point une stratégie pour trouver des taux optimaux de charge et de décharge des batteries.

En testant leurs algorithmes sur les batteries de véhicules électriques et de comparer leur performance à un parcours de la batterie électrique avec la technologie existante, Krstic, Moura et ses collègues prévoient de formuler une stratégie pour charger et utiliser des piles à leur maximum potentiel en toute sécurité.

"Nous surveillons directement ces États cruciaux", a déclaré Moura. "Il nous permet d'opérer à droite à des limites de la batterie sans l'endommager."