Об этом сообщает «КТРК» со ссылкой на The Conversation
Литий-ионные батареи стали незаметной основой повседневной жизни, обеспечивая энергией электромобили, смартфоны и множество других устройств. Однако с ростом их значимости возрастает и внимание к проблемам безопасного, эффективного и интеллектуального управления этими источниками энергии.
Как работают литий-ионные батареи
Основной принцип работы литий-ионных батарей основан на движении заряженных частиц лития между двумя электродами через электролит. Этот процесс позволяет накапливать и высвобождать энергию, обеспечивая работу многочисленных электронных устройств и транспортных средств.
На эффективность батареи влияют множество факторов: температура, физическая структура, старение материалов и условия эксплуатации. Исследователи по всему миру стремятся понять, как эти элементы взаимодействуют, чтобы улучшить безопасность, увеличить срок службы и разработать более эффективные решения.
Почему прогнозирование работы батареи так сложно
Оценка состояния батареи в реальном времени напоминает задачу предсказания дорожных заторов: нужно быстро учесть множество переменных. Полные и точные симуляции требуют времени, что делает их непрактичными для оперативного использования, тогда как упрощенные модели слишком неточны в реальных условиях.
Температура батареи, её возраст, скорость расходования заряда — всё это параметры, которые постоянно меняются и должны учитываться мгновенно. При этом необходимо находить баланс между скоростью расчёта и точностью, чтобы система управления могла эффективно регулировать работу батареи.
Как решают проблему учёные
Учёные работают над созданием гибридных моделей, сочетающих физическое моделирование и машинное обучение. Такие подходы позволяют быстро получать точные результаты, избегая перегрузки вычислительных мощностей и потери времени на сложные расчёты.
Например, использование алгоритма XGBoost позволяет системе распознавать закономерности в большом объёме данных и корректировать упрощённые модели в реальном времени. Это позволяет батарее адаптироваться к изменяющимся условиям, обеспечивая надёжную подачу энергии даже при экстремальных нагрузках.
Как технологии меняют будущее аккумуляторов
Развитие гибридных моделей делает управление батареями всё более интеллектуальным. Встраивание программных решений в микроконтроллеры позволяет каждой батарее самостоятельно следить за своим состоянием и адаптировать режимы зарядки и разрядки в зависимости от условий.
С появлением цифровых двойников батарей и новых методов оптимизации инженеры получают возможность значительно продлить срок службы аккумуляторов, повысить их безопасность и энергоэффективность. Такие технологии становятся особенно актуальными на фоне роста электромобильного транспорта и использования возобновляемых источников энергии.
Напомним, ранее мы писали о том, как машины учатся понимать человеческий язык.
