利用人工智能打造下一代電池 推動實現(xiàn)全面電動化未來

時間:2021-11-01 09:52來源:蓋世汽車 作者:Elisha
點擊:
(圖片來源:electronicdesign)
 
       據(jù)外媒報道,向全面電動化未來過渡,取決于成本低、性能更高和更安全的電池。采用固態(tài)方法等下一代電池化學來優(yōu)化電池的能量密度和功率,已取得不同程度的成功。然而,目前還沒有一種方法能達到商業(yè)化階段,以滿足對先進技術的爆炸式增長需求,如電動汽車、醫(yī)療設備、無人機和能源存儲解決方案等。
 
       隨著各國爭奪全球電池市場(預計到2027年將達到2797億美元),人工智能(AI)已成為加快創(chuàng)新速度的一種富有前景的工具。
 
       新一代電池必須能夠快速充電,同時不出現(xiàn)故障。這些電池還需要超越當前性能標準,保持較低的重量,并由易于大規(guī)模生產(chǎn)的材料構成。研究人員花費數(shù)十年時間來探討解決方案,由于實驗緩慢、周轉(zhuǎn)時間長以及艱難的發(fā)現(xiàn)過程,相關進展緩慢。AI有助于解決這些長期挑戰(zhàn),并縮短評估電池材料、電芯架構和化學物質(zhì)的過程,將其從數(shù)年減少為數(shù)月。
 
       解決評估期過長的問題
 
       生成電池性能數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)方法,是不斷向電池電芯中注入能量,直到電池耗盡。研究人員不得不耗費多年時間,對電池進行成千上萬次充放電,才能得到所需要的結(jié)果。通過這種方法來預測電池退化,對于開發(fā)更安全、更不易燃燒的電池至關重要。然而,考慮到一些相對較新的應用正在迅猛發(fā)展,如電動汽車和家用太陽能+儲能技術,顯然沒有多少時間可以浪費了。
 
       電池科學家采用系統(tǒng)級方法,通過AI來更有效地測試和了解電池組,及其集成和預期性能。這類AI應用還包括各種電芯類型,以及其中不同的化學成分和預期性能,并有助于確定在多個電池或電池組中分配能量的最佳方法。
 
       更快、更有效地發(fā)現(xiàn)材料
 
       以前,研究人員面臨著艱巨的任務,即縮小下一代電池應用所需替代材料的范圍。這一過程需要評估人員分析從測試過程中收集的大量數(shù)據(jù)。研究人員的操作速度,只能和計算信息的機器一樣快,而這往往需要數(shù)年時間才能有所進步。
 
       通過AI,可以發(fā)現(xiàn)一些原本不會考慮的有用材料組合。將人工智能應用于材料發(fā)現(xiàn)過程,已在超導體等許多領域產(chǎn)生了有趣的結(jié)果,在電池領域?qū)⒕哂辛己玫膽们熬啊?/div>
 
       利用AI優(yōu)化電池結(jié)構
 
       以往幾十年,人們大多致力于通過電池化學來改良電池。然而,改變電池的物理性質(zhì),已被證明可以提高電池的關鍵性能指標,如密度、容量和安全性等。電池科學家可以利用AI,更好地了解電極水平上的結(jié)構-屬性關系,以便為任何既定應用設計最佳電池結(jié)構。根據(jù)電池的使用方式和其他技術規(guī)格,AI可以對可能的結(jié)構設計提出有價值的建議,從而優(yōu)化電池性能。
 
       甚至可以調(diào)整AI算法,基于尚未應用的新興技術和化學方法,提出可能性。這就像擁有一家快速建筑的電池原型工廠。從節(jié)省時間和成本的角度來看,對整個價值鏈來說頗有益處。
 
       例如,電動汽車的性能在很大程度上取決于電池電芯。將其與AI結(jié)合起來,以更好地了解如何提高電芯性能,而不僅僅是改進電池管理系統(tǒng),具有重要意義。這將有助于為電動汽車應用開發(fā)下一代電池奠定基礎。
 
       人工智能會決定電池競賽的勝負嗎?
 
       在電池科學領域,盡管人工智能仍是新興應用,已有很多展示其巨大潛力的例子。例如,斯坦福大學、麻省理工學院和豐田研究所的研究人員,利用AI確定在10分鐘內(nèi)為電動汽車電池充電的最佳方法。傳統(tǒng)方法需要500天的評估過程,而該團隊利用具有高度針對性的AI算法,在短短16天內(nèi),就從224個選項中確定了最佳充電方法。
 
       不僅是研究人員,很多大公司也在采取這種作法。大眾正在與谷歌合作,利用AI和量子計算來模擬和優(yōu)化高性能電池的結(jié)構。松下聲稱,受益于AI,其在測試新設計時,可以大幅減少電池充放電的必要次數(shù)。這些只是其中幾個例子,隨著機器學習技術的發(fā)展,相關應用和優(yōu)勢也將迅猛發(fā)展。
 
       目前,電池行業(yè)的競爭環(huán)境越來越激烈。下一代電池實現(xiàn)商業(yè)化的時間,從5年到15年不等。保持競爭優(yōu)勢可能取決于,通過AI來加快測試階段,并確定可以實現(xiàn)成本效率和性能改進的領域。
 
(責任編輯:子蕊)
免責聲明:本文僅代表作者個人觀點,與中國電池聯(lián)盟無關。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實,對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源:XXX(非中國電池聯(lián)盟)”的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內(nèi)容、版權和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,請在一周內(nèi)進行,以便我們及時處理。
QQ:503204601
郵箱:cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
專題
相關新聞
本月熱點
歡迎投稿
聯(lián)系人:王女士
Email:cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時用@替換#
電話:010-53100736
在線投稿
企業(yè)微信號
微信公眾號