Le batterie dei veicoli elettrici soggette all'uso normale da parte dei conducenti del mondo reale, come il traffico intenso, i lunghi viaggi in autostrada, i brevi viaggi in città,e per lo più parcheggiato potrebbe durare circa un terzo di più di quanto i ricercatori hanno generalmente previsto, secondo un nuovo studio di scienziati che lavorano nel SLAC-Stanford Battery Center,un centro congiunto tra l'Istituto Precourt per l'Energia dell'Università di Stanford e il Laboratorio Nazionale di Acceleratori SLACCiò suggerisce che il proprietario di un tipico veicolo elettrico potrebbe non aver bisogno di sostituire la costosa batteria o acquistare una nuova auto per diversi anni aggiuntivi.

Quasi sempre, gli scienziati e gli ingegneri delle batterie hanno testato in laboratorio la durata di vita di nuovi modelli di batterie utilizzando una velocità costante di scarica seguita da ricarica.Ripetono questo ciclo velocemente molte volte per imparare rapidamente se un nuovo progetto è buono o no per l'aspettativa di vita, tra le altre qualità.

Questo non è un buon modo per prevedere l'aspettativa di vita delle batterie dei veicoli elettrici, specialmente per le persone che possiedono veicoli elettrici per il pendolarismo quotidiano, secondo lo studio pubblicato il 9 dicembre su Nature Energy.Mentre i prezzi delle batterie sono crollati del 90% negli ultimi 15 anniPer questo, gli attuali e futuri pendolari di veicoli elettrici potrebbero essere felici di apprendere che molti chilometri in più li attendono.

"Non abbiamo testato le batterie dei veicoli elettrici nel modo giusto", ha detto Simona Onori, autrice senior e professoressa associata di scienze e ingegneria energetiche presso la Stanford Doerr School of Sustainability.Per nostra sorpresa, guida reale con frequente accelerazione, frenata che ricarica un po' le batterie, fermarsi per entrare in un negozio, e lasciare le batterie a riposo per ore alla volta,aiuta le batterie a durare più a lungo di quanto pensassimo basandosi su test di laboratorio standard del settore.

Una piacevole sorpresa.

I ricercatori hanno progettato quattro tipi di profili di scarica EV, dalla scarica costante standard alla scarica dinamica basata su dati di guida reali.Il team di ricerca ha testato 92 batterie agli ioni di litio commerciali per più di due anni attraverso i profili di scaricaAlla fine, più i profili riflettevano in modo realistico il comportamento di guida effettivo, maggiore era l'aspettativa di vita del veicolo.

Lo studio rileva che diversi fattori contribuiscono all'inaspettata longevità.Un algoritmo di apprendimento automatico addestrato su tutti i dati raccolti dal team ha aiutato a capire gli impatti dei profili di scarica dinamica sul degrado della batteria.

Per esempio, lo studio ha mostrato una correlazione tra accelerazioni brusche e brevi del veicolo elettrico e degradazione più lenta.compresa la squadra di questo studioIl fatto di premere il pedale con il piede con forza non accelera l'invecchiamento, anzi lo rallenta, ha spiegato Alexis Geslin.uno dei tre autori principali dello studio e uno studente di dottorato in scienze dei materiali e ingegneria e in informatica presso la Stanford School of Engineering.

Due modi per invecchiare

Il team di ricerca ha anche cercato differenze nell'invecchiamento della batteria a causa di molti cicli di carica-scarica rispetto all'invecchiamento della batteria che arriva solo con il tempo.Le batterie di casa che sono rimaste inutilizzate in un cassetto per anni non funzioneranno più come quando le avete comprateSe funzionano.

Noi ingegneri delle batterie abbiamo ipotizzato che l'invecchiamento a ciclo sia molto più importante dell'invecchiamento indotto dal tempo.Questo vale soprattutto per i veicoli elettrici commerciali come autobus e furgoni da consegna che sono quasi sempre in uso o ricaricati"Per i consumatori che usano i loro veicoli elettrici per andare al lavoro, prendere i figli, andare al supermercato, ma per lo più non li usano o nemmeno li caricano,Il tempo diventa la causa predominante dell'invecchiamento rispetto al ciclismo.

Lo studio identifica un punto ideale per bilanciare l'invecchiamento nel tempo e nel ciclo, almeno per la batteria commerciale che hanno testato.che la finestra è nella gamma di guida del consumatore EV realisticoLe case automobilistiche potrebbero aggiornare il loro software di gestione delle batterie per veicoli elettrici per trarre vantaggio dalle nuove scoperte e massimizzare la durata della batteria in condizioni reali.

Guardando avanti

"In futuro, sarà molto importante valutare le nuove chimiche e i nuovi progetti di batterie con profili di domanda realistici", ha affermato il dottorando in scienze energetiche e ingegneria Le Xu.¢I ricercatori possono ora rivedere i presunti meccanismi di invecchiamentoQuesto permetterà di sviluppare algoritmi di controllo avanzati che ottimizzino l'utilizzo delle architetture di batterie commerciali esistenti.

Le implicazioni si estendono oltre le batterie, suggerisce lo studio.nonché ad altri materiali e dispositivi nelle scienze fisiche in cui l'invecchiamento è cruciale, come la plastica, gli occhiali, le celle solari, e alcuni biomateriali usati negli impianti.

Il lavoro sottolinea il potere dell'integrazione di molteplici settori di competenza, dalla scienza dei materiali, dal controllo e dalla modellazione all'apprendimento automatico, per promuovere l'innovazione, ha affermato Onori.

Ripubblicato dal Stanford Report