રિચાર્જ કરવા યોગ્ય બેટરીના લાંબા આયુષ્યનું રહસ્ય કદાચ તફાવતના આલિંગનમાં રહેલું છે.પૅકમાં લિથિયમ-આયન કોષો કેવી રીતે અધોગતિ કરે છે તેનું નવું મોડેલિંગ દરેક કોષની ક્ષમતા અનુસાર ચાર્જિંગને અનુરૂપ બનાવવાનો માર્ગ દર્શાવે છે જેથી EV બેટરી વધુ ચાર્જ ચક્રને હેન્ડલ કરી શકે અને નિષ્ફળતાને અટકાવી શકે.

આ સંશોધન, નવેમ્બર 5 માં પ્રકાશિત થયુંકંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ ટેકનોલોજી પર IEEE વ્યવહારો, બતાવે છે કે એક પેકમાં દરેક કોષમાં વહેતા વિદ્યુત પ્રવાહના જથ્થાને એકસરખી રીતે ચાર્જ પહોંચાડવાને બદલે કેવી રીતે સક્રિય રીતે સંચાલિત કરવાથી ઘસારો ઘટાડી શકાય છે.અભિગમ અસરકારક રીતે દરેક કોષને તેનું શ્રેષ્ઠ - અને સૌથી લાંબુ - જીવન જીવવા માટે પરવાનગી આપે છે.

સ્ટેનફોર્ડના પ્રોફેસર અને વરિષ્ઠ અભ્યાસ લેખક સિમોના ઓનોરીના જણાવ્યા અનુસાર, પ્રારંભિક સિમ્યુલેશન સૂચવે છે કે નવી ટેક્નોલોજી સાથે સંચાલિત બેટરી ઓછામાં ઓછા 20% વધુ ચાર્જ-ડિસ્ચાર્જ ચક્રને નિયંત્રિત કરી શકે છે, વારંવાર ઝડપી ચાર્જિંગ સાથે પણ, જે બેટરી પર વધારાનો તાણ લાવે છે.

ઈલેક્ટ્રિક કારની બેટરી લાઈફને લંબાવવાના પહેલાના મોટા ભાગના પ્રયાસોએ સિંગલ સેલની ડિઝાઈન, મટિરિયલ્સ અને મેન્યુફેક્ચરિંગમાં સુધારો કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે, આ આધારને આધારે કે, ચેઈનની લિંક્સની જેમ, બેટરી પેક તેના સૌથી નબળા સેલ જેટલું જ સારું છે.નવો અભ્યાસ એ સમજ સાથે શરૂ થાય છે કે જ્યારે નબળા કડીઓ અનિવાર્ય છે - ઉત્પાદનની અપૂર્ણતાને કારણે અને કારણ કે કેટલાક કોષો અન્ય કરતા વધુ ઝડપથી અધોગતિ કરે છે કારણ કે તેઓ ગરમી જેવા તાણના સંપર્કમાં આવે છે - તેમને આખા પેકને નીચે લાવવાની જરૂર નથી.ચાવી એ છે કે નિષ્ફળતાને રોકવા માટે દરેક કોષની અનન્ય ક્ષમતા અનુસાર ચાર્જિંગ દરોને અનુરૂપ બનાવવા.

સ્ટેનફોર્ડ ડોઅર ખાતે એનર્જી સાયન્સ એન્જિનિયરિંગના આસિસ્ટન્ટ પ્રોફેસર એવા ઓનોરીએ જણાવ્યું હતું કે, "જો યોગ્ય રીતે નિપટવામાં ન આવે તો, સેલ-ટુ-સેલ વિજાતીયતા બેટરી પેકની આયુષ્ય, આરોગ્ય અને સલામતી સાથે સમાધાન કરી શકે છે અને બેટરી પેકની શરૂઆતમાં ખામી સર્જી શકે છે." ટકાઉપણું શાળા."અમારો અભિગમ પેકમાંના દરેક કોષમાં ઊર્જાને સમાન બનાવે છે, બધા કોષોને સંતુલિત રીતે ચાર્જની અંતિમ લક્ષિત સ્થિતિમાં લાવે છે અને પેકની આયુષ્યમાં સુધારો કરે છે."

મિલિયન-માઇલ બેટરી બનાવવા માટે પ્રેરિત

નવા સંશોધન માટેના પ્રોત્સાહનનો ભાગ "મિલિયન-માઇલ બેટરી" પર કામ કરવાની ઇલેક્ટ્રિક કાર કંપની ટેસ્લા દ્વારા 2020 ની ઘોષણા પર પાછા ફરે છે.આ એક એવી બેટરી હશે જે કારને 1 મિલિયન માઇલ કે તેથી વધુ (નિયમિત ચાર્જિંગ સાથે) માટે પાવરિંગ કરી શકે તે પહેલાં તે બિંદુ સુધી પહોંચે છે જ્યાં જૂના ફોન અથવા લેપટોપમાં લિથિયમ-આયન બેટરીની જેમ, EVની બેટરી કાર્યરત થવા માટે ખૂબ ઓછી ચાર્જ ધરાવે છે. .

આવી બેટરી આઠ વર્ષ અથવા 100,000 માઇલની ઇલેક્ટ્રિક વાહન બેટરી માટે ઓટોમેકર્સની લાક્ષણિક વોરંટી કરતાં વધી જશે.જો કે બેટરી પેક નિયમિતપણે તેમની વોરંટી કરતાં વધી જાય છે, જો ખર્ચાળ બેટરી પેક રિપ્લેસમેન્ટ હજુ પણ દુર્લભ બને તો ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં ગ્રાહકનો વિશ્વાસ વધી શકે છે.એક બેટરી જે હજારો રિચાર્જ પછી પણ ચાર્જ રાખી શકે છે તે લાંબા અંતરની ટ્રકોના વિદ્યુતીકરણ માટે અને કહેવાતી વાહન-થી-ગ્રીડ સિસ્ટમોને અપનાવવા માટેનો માર્ગ સરળ બનાવી શકે છે, જેમાં EV બેટરીઓ પુનઃપ્રાપ્ય ઉર્જાનો સંગ્રહ અને વિતરણ કરશે. પાવર ગ્રીડ.

"તે પાછળથી સમજાવવામાં આવ્યું હતું કે મિલિયન-માઇલ બેટરી ખ્યાલ ખરેખર નવી રસાયણશાસ્ત્ર નથી, પરંતુ બેટરીને સંપૂર્ણ ચાર્જ રેન્જનો ઉપયોગ ન કરીને તેને ચલાવવાનો એક માર્ગ છે," ઓનોરીએ જણાવ્યું હતું.સંબંધિત સંશોધન સિંગલ લિથિયમ-આયન કોષો પર કેન્દ્રિત છે, જે સામાન્ય રીતે સંપૂર્ણ બેટરી પેક જેટલી ઝડપથી ચાર્જ કરવાની ક્ષમતા ગુમાવતા નથી.

ઓનોરી અને તેની લેબમાં બે સંશોધકો - પોસ્ટડોક્ટરલ વિદ્વાન વાહિદ અઝીમી અને પીએચડી વિદ્યાર્થી અનિરુદ્ધ આલમ - રસપૂર્વક તપાસ કરવાનું નક્કી કર્યું કે કેવી રીતે હાલના બેટરી પ્રકારોનું સંશોધનાત્મક સંચાલન સંપૂર્ણ બેટરી પેકની કામગીરી અને સેવા જીવનને સુધારી શકે છે, જેમાં સેંકડો અથવા હજારો કોષો હોઈ શકે છે. .

ઉચ્ચ-વફાદારી બેટરી મોડલ

પ્રથમ પગલા તરીકે, સંશોધકોએ બેટરીની વર્તણૂકનું ઉચ્ચ-વફાદારી કમ્પ્યુટર મોડલ તૈયાર કર્યું જે તેની કાર્યકારી જીવન દરમિયાન બેટરીની અંદર થતા ભૌતિક અને રાસાયણિક ફેરફારોને ચોક્કસ રીતે રજૂ કરે છે.આમાંના કેટલાક ફેરફારો સેકન્ડ અથવા મિનિટોમાં થાય છે - અન્ય મહિનાઓ અથવા તો વર્ષોમાં.

સ્ટેનફોર્ડ એનર્જી કંટ્રોલ લેબના ડાયરેક્ટર એવા ઓનોરીએ જણાવ્યું હતું કે, "અમારી શ્રેષ્ઠ જાણકારી મુજબ, અગાઉના કોઈપણ અભ્યાસમાં અમે બનાવેલા ઉચ્ચ-વફાદારી, મલ્ટિ-ટાઇમસ્કેલ બેટરી મોડલનો ઉપયોગ કર્યો નથી."

મોડેલ સાથે સિમ્યુલેશન ચલાવવાનું સૂચન કરે છે કે આધુનિક બેટરી પેકને તેના ઘટક કોષો વચ્ચેના તફાવતોને સ્વીકારીને ઑપ્ટિમાઇઝ અને નિયંત્રિત કરી શકાય છે.ઓનોરી અને સહકર્મીઓ તેમના મોડલનો ઉપયોગ આવનારા વર્ષોમાં બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સના વિકાસને માર્ગદર્શન આપવા માટે કરવામાં આવે તેવી કલ્પના કરે છે જેને હાલની વાહન ડિઝાઇનમાં સરળતાથી જમાવી શકાય છે.

માત્ર ઈલેક્ટ્રિક વાહનો જ ફાયદાકારક નથી.વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈપણ એપ્લિકેશન કે જે "બેટરી પેક પર ઘણો ભાર મૂકે છે" નવા પરિણામો દ્વારા જાણ કરાયેલા વધુ સારા સંચાલન માટે સારી ઉમેદવાર હોઈ શકે છે, ઓનોરીએ જણાવ્યું હતું.એક ઉદાહરણ?ઇલેક્ટ્રિક વર્ટિકલ ટેકઓફ અને લેન્ડિંગ સાથે ડ્રોન જેવા એરક્રાફ્ટ, જેને ક્યારેક eVTOL કહેવામાં આવે છે, જેને કેટલાક ઉદ્યોગસાહસિકો આગામી દાયકામાં એર ટેક્સી તરીકે ચલાવવાની અને અન્ય શહેરી એર મોબિલિટી સેવાઓ પ્રદાન કરવાની અપેક્ષા રાખે છે.તેમ છતાં, સામાન્ય ઉડ્ડયન અને પુનઃપ્રાપ્ય ઉર્જાના મોટા પાયે સંગ્રહ સહિત રિચાર્જ કરી શકાય તેવી લિથિયમ-આયન બેટરી માટે અન્ય એપ્લિકેશનો સંકેત આપે છે.

"લિથિયમ-આયન બેટરીએ પહેલેથી જ ઘણી રીતે વિશ્વને બદલી નાખ્યું છે," ઓનોરીએ કહ્યું."તે મહત્વપૂર્ણ છે કે આપણે આ પરિવર્તનશીલ ટેક્નોલોજી અને તેના આવનારા અનુગામીઓમાંથી શક્ય તેટલું મેળવી શકીએ."