Срок службы автомобильных аккумуляторных батарей

Срок службы автомобильных аккумуляторных батарей

Основными причинами, ограничивающими срок службы стартерных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, являются: коррозия токоотводов положительных электродов; оплывание активной массы положи-тельного электрода; коробление электродов; прорастание сепараторов или их разрушение; короткое замыкание между электродами различной полярности; необратимая сульфатация электродной массы; саморазряд аккумуляторов.

Подробно все перечисленные факторы рассматривались выше.

Анализ эксплуатационных данных автомобильных стартерных аккумуляторных батарей позволил установить количественное соотношение числа различных неисправностей, В зависимости от даты изготовления, условий эксплуатации и марок автомобиля оно приблизительно следующее: коррозия токоотводов положительных электродов — 42%; оплывание положительной активной массы и короткое замыкание нижних кромок электродов — 35,5%; прорастание сепараторов из ми-пласта и разрушение сепараторов из мипора—16%; прочие неисправности — 6,5 %.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рассмотрим эксплуатационные факторы, влияющие на развитие приведенных выше основных неисправностей аккумуляторных батарей, определяющих их срок службы.

Интенсивность эксплуатации аккумуляторных батарей (среднемесячный пробег автомобилей). На рис. 1. показано влияние интенсивности эксплуатации автомобиля на срок службы аккумуляторных батарей.

Рис. 1. Зависимость срока службы аккумуляторных батарей от интенсивности эксплуатации
1 — легковые автомобили «Волга»; 2 — грузовые автомобили ГАЗ-53, ЗИЛ-130

Учитывая столь существенное влияние интенсивности эксплуатации автомобилей на срок службы аккумуляторных батарей, в ГОСТ 959.0—84 гарантия по сроку службы дается не только по времени, но и обязательно оговаривается максимальный допустимый пробег автомобиля за это время.

Значение регулируемого напряжения генератора. На рис. 2 приведена зависимость срока службы батарей 6СТ-60 на автомобилях «Волга» от значения напряжения генератора.

Срок службы имеет четко выраженный максимум в пределах 13,8—14,0 В. При пониженных напряжениях батарея работает с низкой степенью зараженности (менее 60—70%) и выходит из строя в основном по причине оплывания активной массы положительных электродов. При повышенных напряжениях генератора аккумуляторные батареи находятся в состоянии систематического перезаряда и вследствие этого преждевременно выходят из строя из-за коррозии токоотводов положительных электродов.

Рис. 2. Зависимость срока службы аккумуляторных батарей 6СТ-60 на автомобилях такси «Волга» от значения регулируемого напряжения генератора

В инструкциях по эксплуатации автомобилей указаны пределы зарядного напряжения, которые выбираются с учетом характера эксплуатации аккумуляторной батареи на автомобиле определенной марки. Для увеличения срока службы аккумуляторных батарей крайне важно контролировать напряжение генератора в процессе эксплуатации и в случае необходимости производить его регулировку до значений, рекомендованных эксплуатационной документацией.

Значение разрядного тока и относительная продолжительность разряда. Срок службы аккумуляторных батарей снижается с увеличением разрядной плотности тока. Установка дополнительных потребителей тока на автомобиле заметно снижает срок службы батарей. Например, установка на автомобилях-такси «Волга» диспетчерского радиотелефона сократила срок службы аккумуляторных батарей в 1,7 раза. В результате испытаний на срок службы было установлено, что повышение плотности разрядного тока от 0,005 С2о А до 0,15 С20 А (где С2о — номинальная емкость батарей при 20-часовом разряде) приводит к снижению срока службы батареи приблизительно в два раза.

Существенное влияние оказывает также и продолжительность разряда аккумуляторной батареи при движении автомобиля. Продолжительность разряда аккумуляторной батареи тем больше, чем дольше движется автомобиль с двигателем, работающим на холостом ходу. Небольшие значения разрядных токов и продолжительность разряда могут привести к перезаряду, а следовательно, и к сокращению срока службы.

В процессе эксплуатации разрядный ток не остается постоянным. Например, летом в дневное время ток потребителей, установленных на автомобиле, не превышает 3—4 А, а зимой в ночное время он может достигать 30—40 А в зависимости от марки и назначения автомобиля. Поэтому не следует добавлять длительно работающих потребителей электроэнергии, не предусмотренных схемой автомобиля.

Влияние, которое оказывают климатические условия, довольно сложно, так как сказывается различное время пользования светом фар и отопительными приборами, длительность работы стартера, значение пусковых токов, температура электролита и другие причины.

При эксплуатации в условиях более жаркого климата преобладают неисправности, связанные с перезарядом аккумуляторной батареи, главная из которых — коррозия токоотводов положительных электродов. В более холодных условиях распространенной причиной выхода аккумуляторной батареи из строя является оплывание активной массы.

Вибрация и тряска при эксплуатации.

Превышение указанных значений вибрации приводит к разрушению нижней кромки токоотводов об опорные призмы моноблока и к отрыву ушков электродов от соединяющего их мостика борна. Поэтому при эксплуатации аккумуляторной батареи необходимо поддерживать в надлежащем порядке амортизационные резиновые прокладки под батареей и место ее крепления.

сроки, неисправности, причины, нормы, инструкция

Известно, что автомобиль, который находится в пользовании определенного предприятия, в обязательном порядке должен состоять на его балансе, на котором находится не только единица транспорта, но и некоторые его запасные части. Если какая-либо из них по тем или иным причинам приходит в негодность, ее необходимо снять с баланса и заменить на новую. О том, как списать аккумулятор транспортного средства, и пойдет речь в этой статье.

Такая деталь автомобиля, как аккумуляторы, служит для запуска двигателя посредством стартера. Как и все элементы техники, они имеют свой срок службы. По его окончании АКБ становится небезопасным для последующей эксплуатации и требует замены его новым.

Если речь идет о работе транспортных средств на предприятии, то списание каждой его детали проходит под контролем бухгалтера и специальной комиссии, которая этот процесс он несет материальную ответственность. Списание шин и аккумуляторов строго регламентировано. Поэтому к аннулированию автомобильного АКБ необходимо подходить с соблюдением всех правил и норм, установленных законодательной базой РФ.

Содержание:

• 1 Причины списания АКБ и срок эксплуатации
• 2 Неисправности АКБ для списания на предприятиях,  основные дефекты
• 3 Нормы списания аккумуляторных батарей
• 4 Как списать аккумулятор в бюджетной организации? 

Причины списания АКБ и срок эксплуатации

Если обратиться к законодательству, то согласно статье 19 Федерального закона №169-ФЗ указано, что эксплуатация любых транспортных средств, в которых выявлены неисправности и дефекты, несовместимые с безопасным использованием, строго запрещена.

Причины неисправности АКБ для списания прописаны в Приказе СД при ВС РФ № 104. Он ссылается на установленные законодательством РФ Нормы сроков службы стартерных аккумуляторных батарей (РД -3112199-1089-02). Там же указаны стандартные сроки эксплуатации АКБ для транспортных средств.

Типовые нормы сроков службы стартерных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей автотранспортных средств и автопогрузчиков

№ п/п	Автотранспортные средства и автопогрузчики	Срок службы аккумуляторных батарей, лет	Минимальная наработка (пробег или моточасы работы) автотранспортного средства или автопогрузчика, при выполнении перевозок, не менее:
			городских	пригородных	междугородных	сельскохозяйственных
1	Грузовые автомобили	2,5	87000км	150000км	250000км	225000км
2	Специальные автомобили на шасси грузовых авто	3,0	3000 моточасов	—	—	—
3	Автомобили легкового класса для индивидуального пользования	4,0	60000км	—	—	—
4	Легковые авто, служебные и применяемые для коммерческих целей, малотоннажные грузовые авто на базе легковых	2,5	112000км	—	—	—
5	Легковые автомобили-такси	1,75	70000км	—	—
6	Специальные авто на шасси легковых автомобилей	2,75	3000 моточасов	—	—	—
7	Автобусы	2,0	130000км	160000км	220000км	—
8	Подъемно-транспортные машины, в т. ч. автопогрузчики	3,0	3000 моточасов	—	—	—

Примечательно, что у каждой отдельной организации зачастую не существует четких и строжайших пошаговых рекомендаций по отношению к срокам эксплуатации и службы АКБ. Это довольно условная инструкция, поэтому списание аккумуляторных батарей производится согласно политике, разработанной организацией. Ввиду этого, нормативный срок эксплуатации АКБ является индивидуальным в зависимости от специфики и технических характеристик транспортного средства.

Среди наиболее распространенных причин неисправности аккумулятора автомобиля:

• Деформация пластин с их последующим разрушением;
• Факт короткого замыкания;
• Процесс сульфитации;
• Грязный электролит;
• Факт интенсивного саморазряда;
• Переполюсовка батарей АКБ.

Далее будут приведены оптимально развернутые формулировки и описаны основные причины возможных поломок представленной детали, о которых полезно знать каждому автомобилисту.

Неисправности АКБ для списания на предприятиях,  основные дефекты

Списание шин и аккумуляторов должно производиться исключительно компетентным лицом, имеющим соответствующие права на проведение данного мероприятия. Чтобы правильно и грамотно проводить данную процедуру, бухгалтеру необходимо опираться на установленные принципы, прописанные в бюджетном учете. Списание АКБ может провести только специально назначенная комиссия, члены которой выбираются руководством организации или предприятия.

Неисправности представленной детали появляются по следующим причинам:

• Постепенное и приводящее аккумулятор на автомобиле к поломке — попадание пыли и грязи в места нахождения крышек, а также мастики. Данный химический процесс провоцирует окисление выводов. Таким образом, неизбежно происходит разрядка батарей. Это одна из самых распространенных причин, с которой регулярно сталкиваются автомобилисты.
• Образование трещин на поверхности крышек, корпуса и мастики.  Последнее со временем стареет. Именно это зачастую и приводит к образованию на ней различных дефектов и трещин. Еще одна причина, влияющая насписание– недостаточно плотное закрепление аккумуляторной батареи. Так, при движении автомобиля происходит ее усиленная вибрация, что и приводит к образованию повреждений.
• Химическое окисление выводов. Стоит отметить, что данный процесс рано или поздно неизбежно произойдет. Однако, он значительно ускоряется в случаях, когда на клеммах и выводах отсутствует смазочный материал. Обнаружить окислы несложно. Они выглядят, как белый налет. Его толщина может быть разной и порой достигает внушительных масштабов.
• Электролитна автомобилеподтекает. Списание АКБочень часто случается и по этой причине. Утечка происходит непосредственно через трещины, образованные в корпусе. Данную неисправность тоже можно обнаружить без труда при визуальном осмотре деталей.
• Уровень электролита находится на недостаточном показателе. При этом емкость батареи значительно снижается, как и напряжение на выводах.
• Плотность электролита слишком завышена или наоборот понижена. Оба отклонения от нормы чреваты поломкой и выхода аккумулятора из строя. Чтобы этого не произошло, показатель плотности регулярно контролируют и производят коррекцию в случае выявления несоответствия норме.
• Повышается саморазряд батареи. Причин этому может быть несколько: короткое замыкание внутреннего типа, грязная поверхность АКБ, попадание вовнутрь различного происхождения металлических фрагментов, а также использование для доливания не дистиллированной воды, в которой содержится определенный процент щелочей и солей.
• Случаи короткого замыкания разноименных пластин. Электролит в подобной ситуации в буквальном смысле закипает, а емкость и напряжение батареи значительно снижаются. Одними из частых причин данного инцидента становятся деформация сепараторов, выделение из пластин активной массы, которые и приводят к повышению вибрации батареи. Эксплуатация аккумулятора после этого часто становится невозможной, и другого выхода, кроме списания АКБ нет.
• Сульфитация электродов. Данный химический процесс приводит к образованию на поверхности и стенках электродов наростов сернокислотного свинца, кристаллы которого забивают мелкие полости активного вещества, находящегося в электродах. Таким образом, доступ и проникновение электролита прекращается. Процесс сульфитации существенно ускоряется, если электроды хранятся без подзарядки в течение длительного времени.

Перечисленные выше дефекты, как правило, могут возникать уже через несколько месяцев после начала эксплуатации. Чтобы их обнаружить, достаточно регулярно производить проверку авто и при необходимости осуществлять списание аккумуляторных батарей.

Какой бы ни была причина неисправностей, ее требуется устранить в срочном порядке. Иначе может возникнуть серьезная угроза для здоровья и жизни людей, находящихся поблизости с авто.

Нормы списания аккумуляторных батарей

Процесс списания аккумуляторов в бухучете происходит согласно установленным стандартам, а именно документа, который был издан Минтрансом. Официальное его название звучит, как «Нормы сроков службы свинцово-кислотных аккумуляторных батарей». Перечень разработан для владельцев таких транспортных средств, как автомобили и погрузочная спецтехника с целью правильного определения времени неисправности АКБ до списания.

В случаях, когда организация не имеет четко регламентированных рекомендаций по срокам работы аккумулятора транспортного средства, начальство обязано прописать их в общем контексте политики своего предприятия. Этими нормами Методического руководства в дальнейшем и будет пользоваться организация в процессе эксплуатации. Поэтому для того чтобы узнать, как списать аккумулятор, не нарушая устава предприятия, рекомендовано предварительно ознакомиться с этим документом.

Когда речь идет об авто со стартерными свинцово-кислотными АКБ, предприятию необходимо определить их срок эксплуатации согласно Нормам политики учета организации. В качестве примера можно привести служебные легковые автомобили. Их нормальный показатель пробега составляет порядка 112 000 км за год, в то время, как срок службы аккумулятора данного транспортного средства при этой цифре составляет два с половиной года.

В случаях, когда годовой пробег машины по итогу составил меньше указанной нормы, срок службы аккумулятора корректируется в соответствии с текущем состоянием авто.

Как списать аккумулятор в бюджетной организации? 

О том, как списать аккумулятор автомобиля, находящийся в пользовании бюджетной организации, необходимо знать досконально. В противном случае расхождения с нормами и правилами будут стоять исполнителю финансовых потерь в виде штрафов. Однако, не стоит пугаться и негодовать. На самом деле вопрос о том, как списать аккумулятор, не так сложен, как может показаться на первый взгляд, особенно если за дело берется опытный бухгалтер.

Запасные части к автомобилям, которые выдаются вместо отслуживших свой срок эксплуатации, ставятся на забалансовый учет. Для этого существует счет №9, который называется «Запчасти для транспорта, выданные взамен изношенных». Что касается списка запасных частей, подлежащих замене, его формирует и устанавливает руководство предприятия и закрепляет в учетной политике.

Эти запчасти числятся на счете №9 до тех пор, пока используются в работе и не выходят из строя, то есть являются пригодными для эксплуатации. После того как запасные части перестают выполнять свои непосредственные функции и приходят в негодность, необходимо списать аккумулятор со счета №9.

Что происходит со старыми аккумуляторами для электромобилей?

Несмотря на то, что признано, что электромобили сокращают выбросы углекислого газа, особенно при питании от возобновляемых источников энергии, мы по-прежнему получаем много вопросов о сроке службы аккумуляторов электромобилей и о том, не окажутся ли они в конечном итоге на свалке, что может лишить электромобили статуса экологичного автомобиля. Здесь мы отвечаем на эти опасения.

Электромобили (электромобили) — это уже не будущее, это настоящее.

Переход на электромобили ускорился по обе стороны Атлантики с введением запрета на продажу новых бензиновых и дизельных автомобилей в Великобритании к 2030 году ¹ , а к 2030 году половина всех продаж новых автомобилей в США должна быть электрической ² .

«Беспокоенность о запасе хода» была признана проблемой для потенциальных водителей электромобилей: 950 миллионов фунтов стерлингов (1,16 миллиарда долларов) государственного финансирования Великобритании теперь предназначены для быстрой зарядки на станциях технического обслуживания и 1,3 миллиарда фунтов стерлингов (1,59 миллиарда долларов) для инфраструктуры зарядки электромобилей, включая дома и улицы.

Точно так же США заявили, что к 2030 году по всей стране будет 500 000 зарядных станций для электромобилей. Белый дом представил план распределения 5 миллиардов долларов (4,09 фунтов стерлингов).1 000 000) в штаты по всей стране ³ , что должно помочь водителям избавиться от беспокойства по поводу дальности поездки.

Таким образом, перед потенциальными покупателями электромобилей остается один вопрос: что происходит с аккумуляторами электромобилей в конце их срока службы?
 

Как работают аккумуляторы для электромобилей?

В то время как двигатели внутреннего сгорания получают энергию от сжигания бензина или дизельного топлива, электромобиль питается непосредственно от большого блока аккумуляторов. Эти аккумуляторы для электромобилей сильно отличаются от тяжелых свинцово-кислотных аккумуляторов в обычных автомобилях с двигателями внутреннего сгорания.

Батареи EV намного ближе к батареям в вашем мобильном телефоне или ноутбуке, но более надежны и имеют значительно увеличенный срок службы. В батареях для электромобилей используется блок, состоящий из более чем 2000 отдельных литий-ионных элементов, работающих вместе. В батареях нет металлического лития, только ионы — атомы или молекулы с электрическим зарядом.

При подзарядке автомобиля электричество используется для химических изменений внутри аккумуляторов. Когда он движется, батареи используются для разрядки энергии.

Система управления температурным режимом батареи электромобиля — или BTMS — позволяет быстро заряжать элементы литиевой батареи примерно до 80%, после чего она переходит на непрерывную зарядку. BTMS гарантирует, что батарея поддерживается в оптимальных температурных пределах, поэтому литиевые батареи служат так долго, как они.
 

Как долго работают аккумуляторы электромобилей?

Сотни заправленных элементов внутри аккумуляторной батареи электромобиля означают, что каждый аккумуляторный блок должен сохранять свою емкость зарядки-разрядки на протяжении от 100 000 до 200 000 миль. Производители настолько уверены в использовании аккумулятора на дорогах, что большинство электромобилей имеют расширенную гарантию на восемь лет или 100 000 миль пробега.

Сегодня срок службы большинства аккумуляторов для электромобилей составляет от 15 до 20 лет в автомобиле, а в дальнейшем — вторую жизнь.

Также стоит отметить, что технология аккумуляторов для электромобилей все еще развивается, поэтому мы ожидаем, что по мере развития технологий срок службы аккумуляторов будет увеличиваться, а также становиться дешевле, меньше и даже легче.
 

Что произойдет с батареями электромобилей, когда они перестанут надежно и быстро питать автомобили?

Как только батарея электромобиля начинает терять свою способность питать транспортное средство на расстоянии, она все еще имеет полезный срок службы. Когда производительность аккумулятора электромобиля падает до 70% или менее, начинается его «вторая жизнь».

В жизнеспособной батарее еще есть остаточный ресурс, поэтому ее можно повесить в вашем гараже или в шкафу под лестницей в качестве статической системы хранения энергии батареи, если у вас есть источник возобновляемой энергии , такой как солнечные панели .

Полезность второй ступени батареи электромобиля в сочетании с возобновляемой энергией означает, что люди могут сэкономить на счетах и ​​увеличить использование экологически чистой энергии .
 

Зеленый цикл для аккумуляторов электромобилей?

Помимо хранения энергии в вашем доме или на рабочем месте, в более широком масштабе бывший 9Аккумуляторы 0005 EV можно использовать для питания заводов и улиц. В благотворном энергетическом цикле в конечном итоге заводы, производящие батареи, могут питаться от перепрофилированных батарей.

Производители электромобилей делают большие инвестиции, чтобы дать автомобильным аккумуляторам новую жизнь в крупномасштабных системах хранения аккумуляторов .

Nissan использует бывшие в употреблении аккумуляторы для электромобилей для обеспечения резервного питания амстердамской арены — развлекательного центра и домашнего стадиона футбольного клуба «Аякс».

Toyota будет устанавливать батареи для бывших электромобилей возле магазинов в Японии . Аккумуляторы будут использоваться для хранения энергии, вырабатываемой солнечными панелями. Накопленная энергия затем будет использоваться для питания холодильников для напитков, подогревателей еды и прилавков со свежими продуктами в магазинах.

Компания Renault также объявила о том, что аккумуляторы от электромобиля Renault Zoe EV будут перепрофилированы для выработки энергии для Powervault — домашней системы хранения энергии. И Nissan запустил XStorage, используя автомобильные аккумуляторы Nissan Leaf в качестве систем хранения для дома и бизнеса.
 

Будут ли аккумуляторы электромобилей перерабатываться по окончании срока их службы?

Да, когда срок службы батарей электромобилей подходит к концу, они будут переработаны. В США, когда типичная 8-10-летняя гарантия на батареи истекает, большинство поставщиков электромобилей могут повторно использовать батареи во второй или третий раз. По мере того, как электромобили занимают лидирующие позиции на наших дорогах, снижая выбросы парниковых газов на 90 005, 90 006 выбросов и шумового загрязнения по сравнению с автомобилями, работающими на ископаемом топливе, гонка продолжается, чтобы найти все более совершенные методы переработки, чтобы полностью раскрыть их экологический потенциал.

Рынок активной переработки аккумуляторов находится в зачаточном состоянии, поскольку автомобильные аккумуляторы настолько надежны и долговечны. Но мы можем ожидать огромного роста технологий переработки, поскольку выбрасывать аккумуляторы электромобилей на свалку не имеет ни экономического, ни экологического смысла.

Существующие методы плавки и выщелачивания будут усовершенствованы в ближайшие годы, как и конструкции аккумуляторов для оптимизации процесса разделения и переработки отработанных аккумуляторов. В Великобритании Управление по транспортным средствам с нулевым уровнем выбросов (OZEV) запустило Конкурс на сумму 7 миллионов фунтов стерлингов (8,5 миллионов долларов США) за автомобильные решения, которые решают проблемы, связанные с переходом на автомобили с нулевым уровнем выбросов, включая повышение устойчивости.

Бывший главный технический директор Tesla Дж. Б. Штраубель запустил Redwood Materials , один из множества новых стартапов, стремящихся решить проблему, которой еще не существует; как утилизировать аккумуляторы электромобилей, которые уже вышли из строя.

Штраубель сказал Wired : «Со всеми этими батареями в обращении кажется совершенно очевидным, что в конечном итоге мы собираемся построить экосистему восстановления».

Узнайте больше о будущем транспорта

 

Узнайте больше из наших историй об электромобилях

 

---

Источники

¹ GOV.UK: Итоги и реакция на прекращение продажи новых бензиновых, дизельных и гибридных автомобилей и фургонов 2030

³ CNBC: Байден объявляет стандарты для обеспечения доступности станций зарядки электромобилей

Срок службы батареи | Transportation and Mobility Research

Исследователи продолжительности жизни батареи NREL разрабатывают инструменты для диагностики состояния батареи, прогнозировать износ батареи и оптимизировать использование батареи и конструкцию системы накопления энергии.

Исследователи используют лабораторные оценки, электрохимический и термический анализ данных и мультифизическое моделирование аккумуляторов для оценки производительности и срока службы литий-ионных аккумуляторные системы для определения:

• Химическая и механическая деградация, вызванная окружающей средой и циклами
• Компромиссы между производительностью, сроком службы и стоимостью
• Требования к системе управления избыточной мощностью, энергией и температурой
• Гарантия, повторное использование и другие факторы, влияющие на принятие бизнес-решений.

Опыт моделирования NREL решает проблемы проектирования аккумуляторных систем и управления ими путем диагностики, прогнозирования и оптимизации.

Диагностика

Определение состояния батареи с помощью дешевых, быстрых и масштабируемых измерений

Прогнозирование

Предвидение будущей производительности батареи путем объединения лабораторных данных и онлайн-диагностики срок службы с использованием прогностических моделей и алгоритмы управления с учетом здоровья

Диагностика срока службы батареи

Состояние батареи легко диагностируется в лабораторных условиях, но его трудно измерить во время работы системы накопления энергии, так как обычные лабораторные диагностические тесты требуют длительного раз или дорогое испытательное оборудование для выполнения. Исследователи NREL используют физические модели и машинное обучение для обеспечения быстрых, масштабируемых диагностических тестов для анализа электрохимических данных и мониторинга показатели работоспособности батареи.

Алгоритмы наблюдения за состоянием, такие как фильтры Калмана, также могут помочь в оценке заряда батареи. состояние заряда и состояние работоспособности во время реального использования. Использование ускоренного старения данные, NREL разработала двойные фильтры Калмана, которые обновляют состояние заряда и состояние здоровья. на основе откликов напряжения батареи, а также оценивая параметры модели прогнозируемого срока службы для расчета оставшегося срока службы или моделирования траектории деградации батареи.

Прогнозирование емкости батареи на основе электрохимического импеданса на основе машинного обучения записаны при различной температуре и степени заряда. Изображение из расчета емкости аккумулятора по импедансу при различной температуре и состоянии заряда Использование машинного обучения, Cell Reports Physical Science (2022) .

Моделирование прогнозирования срока службы батареи

Учитывая, что батареи ухудшаются по мере использования и хранения, модели прогнозирования срока службы батареи необходимо учитывать разнообразие электрохимической, термической и механической деградации режимы, такие как температура, рабочие окна, скорость зарядки/разрядки, условия хранения, и велосипедные схемы. NREL использует экспертные знания и машинное обучение для определения точных данных. и надежные модели для прогнозирования срока службы батареи с помощью инструмента AI-Batt. AI-Batt расширяет возможности быстрое сопоставление сложных тенденций деградации батареи с полным набором данных инструменты визуализации, идентификации модели и моделирования модели.

Модель прогнозирования срока службы батареи на основе машинного обучения, соответствующая экспериментальным данным о старении с вероятностные оценки продолжительности жизни. Изображение из машинного обучения, помогающего идентифицировать точные модели срока службы батареи с Неопределенность, Журнал Электрохимического общества (2022) .

Этот набор инструментов сочетает в себе высокоточную модель деградации батареи NREL с электрическими и модели тепловых характеристик для моделирования аккумуляторных элементов, блоков и систем. Открытый источник модели для срока службы батареи предоставляются пользователям для изучения исследования срока службы батареи вопросы.

Возможности моделирования срока службы батареи NREL включают современный пакет BLAST, расширение дорогостоящих лабораторных наборов данных о старении аккумуляторов до реальных сценариев и пакетные архитектуры. Модель фиксирует эффекты деградации из-за как календарного времени, и циклическое старение, включая постоянные циклы разрядки/зарядки, а также более сложные велосипедные профили, такие как те, которые используются в транспортных средствах и приложениях для хранения данных.

Вероятностный прогноз календарного срока службы с использованием различных моделей деградации. Изображение из сложной практики алгебраических моделей срока службы батареи посредством статистической проверки и Идентификация модели с помощью машинного обучения, Журнал Электрохимического общества (2021) .

Мультифизические модели также используются для обеспечения обратной связи в процессе проектирования ячеек. По сравнению с экспериментом физические модели стресса и деградации позволяют инженерам чтобы лучше понять влияние концепций дизайна на срок службы батареи, чтобы оптимизировать процесс проектирования. Например, мультифизические модели могут информировать разработчиков о необходимости уменьшить напряжения в пакете электродов, чтобы предотвратить сокращение срока службы, например, вызванное по быстрой зарядке.

Мультифизические модели деградации батареи включают:

• Неравномерную деградацию из-за температуры и потенциального дисбаланса в больших элементах
• Формирование и рост межфазного слоя твердое тело/электролит
• Микро- и макромеханическое напряжение и деградация в сочетании с электрохимией и температура.

Производительность батареи и оптимизация срока службы

С проверенными моделями производительности и срока службы батареи, элементами управления батареей или энергией Конструкции систем хранения можно оптимизировать с точки зрения доходов, срока службы или надежности. Исследователи использовать диспетчеризацию с учетом состояния здоровья для удовлетворения основных требований к производительности батареи при минимизации деградация.