研究人员开发智能芯片以解决电池安全问题

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在日前召开的剑桥能源科技虚拟国际电池研讨会上,瑞希德•亚扎米博士在接受来自剑桥能源技术公司的虚拟国际电池研讨会上对听众说,锂离子电池为消费者提供电动自行车和电动工具产品、自驾汽车和潜艇产品的第一个问题是提高电池安全性。


新加坡KVI公司创始人Yazami博士,正在开发智能芯片以提高电池性能和安全性,他在锂离子电池的开发中发挥着关键作用而闻名。在一次关于AI能否帮助解决电池问题的谈话中,他概述了电池市场的挑战,预计到2025年,电池市场的价值将达到350亿美元。

研究人员开发智能芯片以解决电池安全问题

锂离子电池中的短路是由于聚丙烯的薄滑而导致的,这种滑脱使电极不接触,从而使电极接触,产生热量,并可能引发火灾。


Yazami博士说,“我们不想看到车辆和手机着火,这些事情我们必须非常认真地处理。特别是在提高电池质量方面,取得了很大进展。”


其他挑战包括:根据电池的不同,将电动汽车当前的充电时间从1.5小时缩短到8小时,缩短到不到1小时甚至30分钟;将行驶范围从250公里增加到500公里(150至300英里),增加到900公里(560英里);延长电池使用寿命,目前大约两年,到10年。


在应对这些挑战的工作中,KVI开发了两种芯片,一种是将材料科学与AI结合起来,以“更智能的方式管理电池性能”,另一种是帮助管理快速充电的新协议。最终,这些芯片可能会被组合起来,“以获得所有的优势。”Yazami博士将寻找制造商在新电池一旦可用时将芯片嵌入新电池中,他估计这将在12到18个月内。“我们已经有了超快电池充电器的工作原型,”他在回答AI趋势的问题时说。


快速充电芯片可以测量热力学系统的熵数据,从而评估电池的状态和安全性。Yazami博士说:“我们可以根据电池的充电状态调整充电协议。“我们使用AI优化数据处理和我们使用的协议为电池充电,允许最佳充电,不超过电池所能承受的。当电池使用且老化时,系统将继续学习。”


亚扎米博士说,“锂离子电池起火的最大原因之一是内部短路,当分离器断开或有热点,并且它融化时会发生这种情况。这会引发最终在热失控,有时是火灾和爆炸中结束的事件。”在早期探测这种热失控是非常困难的。”


“我们已经开发了一些技术,在很早的阶段检测到它。”他说。他发现了Y轴上的电池熵与电池焓之间的线性关系,这个热力学量等于系统在X轴上的总热含量。“我们已经发现了非常特定的电池电压,我们可以触发警报。”这使得研究人员可以根据电池的健康状况来调整充电电压,使用AI来帮助。“我们正在开发软件,随着电池老化,我们正在开发它。”


该团队还开发了一种非线性快速充电解决方案,其中电流和电压不恒定,但适应电池。


Yazami博士说:“我们已经根据AI和热力学数据开发了解决方案,以监控电池安全状况。”


另一位研究人员问他如何测量电荷状态(SoC)检测的熵和焓,Yazami博士说,线性关系取决于电池的化学和健康状态。“线性系数随电池寿命的变化而变化。AI能够预测系数,以确定电池的健康状况。”



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