Инженеры из Университета Калифорнии в Сан-Диего разработали сложные оценочные алгоритмы, которые позволят литиево-ионным аккумуляторам работать более эффективно. Предположительно, это позволит снизить их стоимость на 25%, а также позволит им заряжаться в два раза быстрее. Вместо того чтобы использовать показатели тока и напряжения, ученые разработали алгоритмы, которые оценивают реальные физические процессы, проходящие внутри литиево-ионного аккумулятора.
В настоящее время производители полагаются на показатели силы тока и напряжения для контроля состояния и срока службы аккумулятора. Однако эти грубые методики приводят к созданию аккумуляторов больших габаритов с высоким весом и стоимостью. Такие аккумуляторы также затрачивают много времени на зарядку, что стало одной из причин, по которым компания Toyota недавно отказалась от производства второй модели серийных электромобилей eQ. Представители японской компании объяснили, что, по их мнению, электромобильные технологии не имеют будущего, при этом одним из веских аргументов «против» стала длительная зарядка.
Литиево-ионные аккумуляторы выполняются в виде цилиндров из трех слоев: анода, разделителя и катода. Когда аккумулятор полностью заряжен, ионы лития находятся на аноде. Принцип же работы аккумулятора заключается в том, что ионы, переходя от анода к катоду, питают подключенное к аккумулятору устройство. Потому, чтобы понять, работает ли аккумулятор как надо, нужно знать, где именно в объеме анодных частиц находятся ионы лития, практически же это сделать достаточно трудно, даже с использованием современного оборудования.
Как объясняют ученые, оценка состояния ионов только по напряжению аналогична ситуации, когда контролер на входе в кинозал оценивает, какие места будут заняты только по скорости движения очереди. В этой аналогии в роли ионов выступают зрители, а места в зале кинотеатра представляют анодные частицы. Разработчики уверены, что их оценочные алгоритмы позволят наиболее эффективно заполнять «места» в «зрительном зале», а также определять, какие из них со временем ломаются и нуждаются в замене.
В планах ученых усовершенствование оценочных алгоритмов, а также их испытание на реальных тестовых аккумуляторах, разработанных компаниями Bosch и Cobasys. Во время испытаний исследователи смогут оценить распределение ионов в аккумуляторе, что позволит им создать более эффективные режимы зарядки.
