机器学习帮助电动汽车电池在10分钟内充电

研究人员在本周的秋季会议上公布了他们的研究结果美国化学学会．

“快速充电是提高消费者信心和全面采用电动汽车的关键，”Eric Dufek博士说，“它将使汽车充电非常类似于在加油站加油。”

当锂离子电池充电时，锂离子会从阴极迁移到阳极。通过使锂离子移动更快，电池充电更快，但锂离子并不总是完全移动到阳极。在这种情况下，金属锂会堆积，引发电池早期故障。它也会导致阴极磨损和裂纹。加在一起，这些问题减少了电池的寿命和车辆的有效航程。

一种解决方案是针对不同类型的电池设计定制充电协议，以优化速度，同时避免损坏，但这需要大量数据，以了解不同的方法如何影响这些设备的寿命、效率和安全性。电池的设计和条件，以及在当前电网基础设施中应用给定充电协议的可行性，也是关键变量。

为了解决这些挑战，Dufek和他的研究团队在爱达荷国家实验室现在报告使用机器学习技术，结合充电数据来创建独特的充电协议。通过输入许多锂离子电池在充放电循环期间的状态信息，科学家们训练机器学习分析来预测寿命，以及不同设计最终会失败的方式。然后，该团队将这些数据反馈到分析中，以确定和优化新的协议，然后在真正的电池上进行测试。

杜菲克在一份声明中说:“我们已经显著提高了电池在短时间内的能量。”“目前，我们可以看到电池在不镀锂或阴极开裂的情况下，在10分钟内充电超过90%。”

杜菲克说，他们的机器学习模型的一个优势是，它将协议与电池中发生的物理现象联系起来。

研究人员计划利用他们的模型来开发更好的方法，并帮助设计新的锂离子电池，使其能够进行快速充电。杜菲克说，电动汽车的最终目标是能够“告诉”充电站如何快速、安全地为特定的电池充电。

研究人员感谢来自美国农业部的支持和资助美国能源部汽车技术办公室．