Baterije u električnim vozilima mogu brzo da pokvare, ponekad se zapale bez mnogo upozorenja. Nacionalne laboratorije Sandia rade na ranom otkrivanju ovih kvarova i obezbeđivanju dovoljno vremena za upozorenje putnicima u vozilu.
Dok električna vozila imaju sisteme za otkrivanje problema sa performansama sa litijum-jonskim baterijama, ovi sistemi nisu fokusirani na neposredne brige o bezbednosti.
„Priroda paljenja baterija može da varira u velikoj meri u zavisnosti od režima kvara. Neke baterije se samozagrevaju satima, dok su druge nagle i agresivne“, rekao je Aleks Bejts, član Sandijine grupe za bezbednost baterija. „Baterija počinje da se nekontrolisano zagreva, što na kraju dovodi do požara.
Trenutna merenja u sistemima za upravljanje baterijama beleže temperaturu i napon, ali ovo su zaostali pokazatelji bezbednosnih problema. To znači da se upozorenje možda neće pojaviti dok ne bude prekasno—kada će se baterija zapaliti ili je već zapaljena.
„Fokusirani smo na produženje vremena upozorenja“, rekla je Loraine Torres-Castro, Sandia-in rukovodilac za bezbednost baterija. „Naš cilj je da dijagnostički sistem obezbedi rano upozorenje, omogućavajući vreme za bezbedno parkiranje i izlazak iz vozila. Ona je dodala da je krajnji cilj da se ovaj sistem upozorenja integriše u kontrolnu tablu automobila.
Da bi se to postiglo, Tores-Kastro i njen tim testirali su komercijalnu dijagnostiku koja se nalazi na polici na pojedinačnim ćelijama i baterijama u Laboratoriji za testiranje zloupotrebe baterija.
„Naš cilj je da uporedimo komercijalno dostupna rešenja za različite kvarove koji pokazuju različite reakcije i zahtevaju prilagođenu dijagnostiku“, rekao je Tores-Kastro. „Jedna veličina ne odgovara svima. Nastojimo da identifikujemo specifične alate koji mogu pružiti rana upozorenja za određene uslove kvara, hemiju baterija i inženjering ćelija.“
Sandia je u jedinstvenoj poziciji da obavlja ovaj posao, ne samo zbog BATLaba.
„Imamo široku stručnost u našem timu“, rekao je Tores-Kastro. „Razumemo nauku o materijalima, elektrohemiju, inženjering i, što je najvažnije, kako i zašto baterije pokvare.“
„To je važan posao. Industrija je zainteresovana za ovaj prostor. I dalje je širom otvoren“, rekao je Bejts. „Ovaj rukopis je u velikoj meri započeo razgovor, ili ga je barem gurnuo u prvi plan bezbednosti baterija za električna vozila.
U radu su istaknute tehnike koje se koriste za otkrivanje markera kvarova i ima implikacije osim baterija za električna vozila.
„Radimo sa organizacijom u Južnoj Koreji da procenimo potencijalnu upotrebu ove tehnike u sistemima za skladištenje energije u mreži. Govorimo o velikim baterijama“, objasnio je Tores-Kastro.
Tores-Kastro i Bejts se slažu da ima još mnogo posla na otkrivanju kvara baterije električnih vozila.
„Sledeća faza je razumevanje ograničenja i primena algoritama mašinskog učenja na skupove podataka“, rekao je Bejts. „Potrebne su nam druge metode da ispitamo signal i osiguramo da je brz, tačan i da nije lažno pozitivan.“
Još jedna fokusna oblast je unapređenje senzorske tehnologije do te mere da senzori izdaju više od upozorenja.
„Ovi alati takođe mogu da aktiviraju mere ublažavanja. Na primer, po prijemu upozorenja sistem bi mogao da pokrene sistem upravljanja toplotom baterije da počne da je hladi“, rekao je Tores-Kastro.
Kao sledeći korak, Sandia će imati baterije za električna vozila u laboratoriji. Ćelije će biti rastavljene i testirane na različitim skalama kako bi se proverila ograničenja trenutne dijagnostike na tržištu.
„Veoma je uzbudljivo biti na čelu praktične bezbednosti baterija, gde će se naš rad proširiti izvan laboratorije“, rekao je Tores-Kastro.
Bejts je dodao: „Uvek smo uzbuđeni zbog nauke.“
