Dibe ku sirra temenê dirêj ê pîlên şarjkirî di hevgirtina cûdahiyê de be. Modelek nû ya ka pîlên lîtyûm-îyon ên di pakêtek de çawa xirab dibin rêyek nîşan dide ku şarjkirin li gorî kapasîteya her pîlekê were çêkirin da ku pîlên EV-ê karibin bêtir çerxên şarjkirinê birêve bibin û ji têkçûnê dûr bisekinin.

Lêkolîn, ku di 5ê Mijdarê de liDanûstandinên IEEE li ser Teknolojiya Sîstemên Kontrolê, nîşan dide ka çawa rêvebirina çalak a mîqdara herika elektrîkê ya ku diherike her şaneyek di pakêtê de, li şûna radestkirina barkirinê bi rengek yekreng, dikare xişandin û şikestinê kêm bike. Ev rêbaz bi bandor dihêle ku her şaneyek jiyana xwe ya çêtirîn - û dirêjtir - bijî.

Li gorî profesorê Stanfordê û nivîskara lêkolînê ya payebilind Simona Onori, simulasyonên destpêkê nîşan didin ku bataryayên ku bi teknolojiya nû têne birêvebirin dikarin bi kêmî ve %20 zêdetir çerxên barkirin-daxistinê birêve bibin, tewra bi barkirina bilez a pir caran jî, ku bargiraniyek zêde li ser bataryayê çêdike.

Piraniya hewldanên berê ji bo dirêjkirina temenê bataryayên otomobîlên elektrîkê li ser baştirkirina sêwirandin, materyal û çêkirina şaneyên yekane sekinîne, li ser bingeha wê pêşgotinê ku, mîna girêdanên di zincîrekê de, pakêtek bataryayê tenê bi qasî şaneya wê ya herî qels baş e. Lêkolîna nû bi têgihîştinekê dest pê dike ku her çend girêdanên qels neçar in - ji ber kêmasiyên çêkirinê û ji ber ku hin şane ji yên din zûtir xirab dibin dema ku ew rastî stresên mîna germê tên - ew ne hewce ne ku tevahiya pakêtê hilweşînin. Kilît ev e ku rêjeyên barkirinê li gorî kapasîteya bêhempa ya her şaneyê werin çêkirin da ku pêşî li têkçûnê bigirin.

Onori, ku profesorê alîkar ê endezyariya zanista enerjiyê li Dibistana Berdewamiyê ya Stanford Doerr e, got, "Eger bi rêkûpêk neyê çareserkirin, newekheviyên di navbera şaneyan de dikarin temenê bataryayê, tenduristî û ewlehiya wê bixe xeterê û bibe sedema xirabûna zû ya pakêta bataryayê." "Nêzîkatiya me enerjiya di her şaneyê de di pakêtê de wekhev dike, hemî şaneyan bi awayekî hevseng digihîne rewşa barkirinê ya dawîn a armanckirî û temenê bataryayê baştir dike."

Ji bo çêkirina bataryayek milyonek mîl îlham girtiye

Beşek ji sedema vê lêkolîna nû vedigere ragihandina Tesla, şîrketa otomobîlên elektrîkê, ya sala 2020an a li ser xebata li ser "batîyeke milyon-mîlî". Ev batrîyek e ku dikare otomobîlekê ji bo 1 milyon mîl an jî zêdetir (bi şarjkirina birêkûpêk) bi hêz bike berî ku bigihîje wê astê ku, mîna bateriya lîtyum-îyon di telefon an laptopeke kevin de, bateriya EV-yê pir kêm bar digire ku bixebite.

Bateriyeke wisa dê ji garantiya tîpîk a çêkerên otomobîlan a heşt salan an jî 100,000 mîlan ji bo bataryayên wesayîtên elektrîkê derbastir be. Her çend pakêtên bataryayê bi rêkûpêk ji garantiya xwe dirêjtir dimînin jî, baweriya xerîdaran bi wesayîtên elektrîkê dikare were xurtkirin ger guheztina pakêtên bataryayên biha hîn kêmtir bibe. Bateriyeke ku piştî bi hezaran şarjkirinan jî dikare şarjê bigire dikare rê li ber elektrîkkirina kamyonên rêyên dirêj û pejirandina pergalên bi navê wesayît-bi-şebekeyê ve jî hêsan bike, ku tê de bataryayên EV dê enerjiya nûjenkirî ji bo tora elektrîkê hilînin û bişînin.

Onori got, "Piştre hate ravekirin ku têgeha bataryaya milyon-mîlî ne kîmyayek nû bû, lê tenê rêyek bû ku bataryayê bixebitîne bi nehiştina ku ew rêjeya barkirina tevahî bikar bîne." Lêkolînên têkildar li ser şaneyên lîtyûm-îyon ên yekane ne, ku bi gelemperî kapasîteya barkirinê bi qasî pakêtên bataryayên tijî zû winda nakin.

Onori û du lêkolînerên di laboratûara wê de - xwendekarê postdoktorayê Vahid Azimi û xwendekarê doktorayê Anirudh Allam - bi meraq biryar dan ku lêkolîn bikin ka rêveberiya dahêner a celebên bateriyên heyî çawa dikare performans û temenê karûbarê pakêtek bateriyek tevahî, ku dibe ku bi sedan an bi hezaran şaneyan dihewîne, baştir bike.

Modelek bateriyê ya bi pêbaweriya bilind

Wekî gaveke yekem, lêkolîneran modelek komputerê ya bi rastbûna bilind a tevgera bateriyê çêkirin ku guhertinên fîzîkî û kîmyewî yên ku di hundurê bateriyekê de di dema jiyana wê ya xebitandinê de çêdibin bi awayekî rast nîşan da. Hin ji van guhertinan di çend saniye an deqeyan de çêdibin - yên din jî di nav mehan an jî salan de.

Onori, ku rêveberê Laboratuwara Kontrolkirina Enerjiyê ya Stanfordê ye, got, "Bi qasî ku em dizanin, di tu lêkolîneke berê de modela bataryayê ya pir-demî û bi dilsoziya bilind a ku me afirandiye, bi kar neaniye."

Sîmûlasyonên bi modelê re destnîşan kirin ku pakêtek bataryayê ya nûjen dikare bi pejirandina cûdahiyên di navbera şaneyên pêkhateyên wê de were çêtirkirin û kontrol kirin. Onori û hevkarên wî texmîn dikin ku modela wan di salên pêş de ji bo rêberiya pêşkeftina pergalên rêveberiya bataryayê were bikar anîn ku dikarin bi hêsanî di sêwiranên wesayîtên heyî de werin bicîh kirin.

Ne tenê wesayîtên elektrîkî sûd werdigirin. Onori got ku hema hema her serîlêdanek ku "pir zextê li ser pakêta bateriyê dike" dikare ji bo rêveberiya çêtir a ku ji hêla encamên nû ve hatî agahdarkirin namzedek baş be. Nimûneyek? Balafirên mîna dronan bi rabûn û daketina elektrîkî ya vertîkal, carinan jê re eVTOL tê gotin, ku hin karsaz hêvî dikin ku di deh salên pêş de wekî taksiyên hewayî bixebitin û karûbarên din ên tevgera hewayî ya bajarî peyda bikin. Dîsa jî, serîlêdanên din ên ji bo bateriyên lîtyum-îyon ên şarjkirî, di nav de hewavaniya giştî û hilanîna enerjiya nûjenkirî ya di pîvanek mezin de, bang dikin.

Onori got, "Bateriyên lîtyûm-îyon ji gelek aliyan ve cîhan guhertiye. Girîng e ku em ji vê teknolojiya veguherîner û cîgirên wê yên pêşerojê bi qasî ku pêkan e sûd werbigirin."