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堪薩斯大學(xué)研發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù) 監(jiān)控/防止鋰離子電池?zé)崾Э?/h1>

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:880次  |  2019年05月13日  

據(jù)外媒報(bào)道,現(xiàn)在,手機(jī)、電子設(shè)備、手提電腦、豐田和特斯拉等電動(dòng)汽車(chē)、波音787飛機(jī)以及美國(guó)海軍的艦艇都使用鋰離子電池提供動(dòng)力。此類(lèi)電池雖然應(yīng)用普及,但是它們也有很多風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)榻饘黉嚲吆芨叩姆磻?yīng)性,因而此類(lèi)電池和電池芯會(huì)發(fā)生“熱失控”,即會(huì)過(guò)熱、起火甚至爆炸。盡管發(fā)生的事故并不多見(jiàn),但還是引發(fā)了公眾對(duì)鋰離子技術(shù)的擔(dān)憂(yōu)。

現(xiàn)在,在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NationalScienceFoundation)一項(xiàng)為期5年、50萬(wàn)美元的新?lián)芸畹闹С窒?,堪薩斯大學(xué)(theUniversityofKansas)的研究人員研發(fā)出一項(xiàng)技術(shù),可監(jiān)控和防止鋰離子電池過(guò)熱。該大學(xué)機(jī)械工程系助理教授HuazhenFang和他的學(xué)生一起研發(fā)出一種機(jī)器學(xué)習(xí)法,以監(jiān)測(cè)電池內(nèi)部的溫度。

據(jù)堪薩斯大學(xué)研究人員所說(shuō),目前大多數(shù)追蹤鋰離子電池溫度的技術(shù)還不夠成熟,因?yàn)閭鞲衅髦荒茏x取電池外部的表面溫度。

Fang教授表示:“通常,電池表面的溫度不足以告知我們有關(guān)電池的狀態(tài),而電池內(nèi)部的溫度會(huì)告訴我們更多有關(guān)熱力學(xué)的信息。但是,現(xiàn)在很少有方法可以將傳感器放置在電池里面。然而,利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí),我們能夠預(yù)測(cè)電池芯內(nèi)部的溫度,從而讓我們能夠檢測(cè)電池行為。電池表面的溫度可為機(jī)器學(xué)習(xí)方法提供豐富的數(shù)據(jù),結(jié)合數(shù)學(xué)模型,就可以預(yù)測(cè)到電池內(nèi)部發(fā)生了什么”。

沒(méi)有將電池溫度假設(shè)為統(tǒng)一的溫度,現(xiàn)今有一種建模法稱(chēng)為“集總參數(shù)模型”,就是將電池溫度假設(shè)為統(tǒng)一溫度。Fang教授表示其計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)技術(shù)可以預(yù)測(cè)電池內(nèi)部的溫度變化,是一種更精確、更現(xiàn)實(shí)的方法,可計(jì)算出電池發(fā)生熱失控的可能性。

Fang教授表示:“當(dāng)電池充放電時(shí),溫度分布是不均勻的,通??拷姌O的電池內(nèi)部溫度會(huì)較高,但是外部表面溫度較低。集總參數(shù)模型只考慮到電池溫度均勻分布的情況,而我們的方法在時(shí)間和空間上重建了電池的溫度?!?br/>
堪薩斯大學(xué)研究人員將鋰離子電池的數(shù)據(jù)輸入人工智能,以推斷電池內(nèi)部溫度。此類(lèi)數(shù)據(jù)可以在由電池供電的設(shè)備中進(jìn)行處理,或者與云計(jì)算相連。如果電池發(fā)生熱失控,該設(shè)備可經(jīng)編程,將電池關(guān)閉會(huì)斷開(kāi),以免電池變熱起火或是引發(fā)爆炸。

憑借上述創(chuàng)新,鋰離子電池可通過(guò)將數(shù)百塊電池綁在一起,擴(kuò)展到更多的工業(yè)應(yīng)用中。據(jù)Fang教授所說(shuō),鋰離子技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于大規(guī)模電網(wǎng)中,以存儲(chǔ)和排放太陽(yáng)能和風(fēng)能等可持續(xù)技術(shù)產(chǎn)生的電力。

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