Revolucion në karikimin e shpejtë të automjeteve elektrike

Pavarësisht nga popullariteti në rritje i automjeteve elektrike, shumë konsumatorë ende hezitojnë të kalojnë nga automjetet klasike në këtë gjeneratë të re automjetesh. Një arsye është se ngarkimi i një makine elektrike kërkon shumë më shumë kohë sesa për ta karikuar një automjet konvencional me lëndë djegëse fosile.

Përshpejtimi i procesit të karikimit të automjeteve elektrike mund ta dëmtojë baterinë dhe ta shkurtojë jetëgjatësinë e saj, por shkencëtarët tani thonë se kanë shpikur metoda të karikimit super të shpejtë të përshtatura për të fuqizuar lloje të ndryshme të baterive të automjeteve elektrike në 10 minuta ose më pak, pa shkaktuar dëme të përhershme në vetë bateria.

Shkencëtarët do t’i prezantojnë rezultatet e tyre në takimin e vjeshtës të Shoqatës Amerikane Kimike (ACS), i cili do të mbahet virtualisht dhe personalisht nga 21-25 gusht. Veprimtaria do të shfaqë rreth 11,000 prezantime mbi një gamë të gjerë temash shkencore.

Karikimi i shpejtë është çelësi për rritjen e besimit të konsumatorëve dhe miratimin e përgjithshëm të automjeteve elektrike. Kjo do të mundësojw që karikimi i automjeteve të jetë shumë i ngjashëm me mbushjen në një pikë karburanti, thotë Dr. Eric Dufek, i cili po prezanton këtë punë në takim.

Një përparim i tillë mund ta ndihmojë SHBA-në të arrijë objektivin e Presidentit Biden që gjysma e të gjitha automjeteve të shitura të jenë elektrike ose hibride deri në vitin 2030.

Ngarkimi i baterive litium-jon që i fuqizojnë automjetet elektrike është një veprim delikat balancues. Në mënyrë ideale, shoferët duan të kthehen në rrugë sa më shpejt të jetë e mundur, por me teknologjinë aktuale, përshpejtimi i procesit të karikimit mund të shkaktojë dëme në bateri.

Kur një bateri litium-jon ngarkohet, jonet e litiumit migrojnë nga njëra anë e pajisjes, katoda, në anën tjetër, anoda. Migrimi më i shpejtë i joneve të litiumit bën që bateria të ngarkohet më shpejt, por ndonjëherë jonet e litiumit nuk lëvizin plotësisht në anodë. Në këtë situatë, litiumi metalik mund të grumbullohet, gjë që mund të shkaktojë dështim të hershëm të baterisë. Gjithashtu mund të shkaktojë konsumimin dhe plasaritjen e katodës. Të gjitha këto çështje do ta reduktojnë jetëgjatësinë e baterisë dhe rrezen efektive të automjetit, të cilat janë pasoja të kushtueshme dhe frustruese për ngasësit e automjeteve elektrike.

Një zgjidhje për këtë rebus është përshtatja e protokollit të karikimit në një mënyrë që optimizon shpejtësinë duke shmangur dëmtimin e llojeve të ndryshme të modeleve të baterive të përdorura aktualisht në automjete. Por zhvillimi i protokolleve optimale kërkon një sasi të madhe të dhënash se si metodat e ndryshme ndikojnë në jetëgjatësinë, efikasitetin dhe sigurinë e këtyre pajisjeve. Dizajni dhe gjendja e baterisë, si dhe mundësia e zbatimit të një protokolli të caktuar karikimi me infrastrukturën aktuale të rrjetit, janë gjithashtu variabla kyç.

Për t’i adresuar këto sfida, Dufek dhe ekipi i tij hulumtues në Laboratorin Kombëtar të Idahos raportuan përdorimin e teknikave të mësimit të makinerive që përfshijnë të dhënat e ngarkimit për të krijuar protokolle unike të ngarkimit.

Duke futur informacion në lidhje me gjendjen e shumë baterive litium-jon gjatë cikleve të tyre të ngarkimit dhe shkarkimit, shkencëtarët trajnuan një analizë të mësimit të makinerive për ta parashikuar jetëgjatësinë dhe mënyrat në të cilat dizajne të ndryshme përfundimisht do të dështojnë. Ekipi më pas i ktheu ato të dhëna në analizë për t’i identifikuar dhe optimizuar protokollet e reja, të cilat më pas i testuan në bateri reale.

Ne kemi rritur ndjeshëm sasinë e energjisë që mund të hyjë në qelizën e baterisë në një kohë të shkurtër. Aktualisht, ne shohim që bateritë të ngarkohen në më shumë se 90 për qind në 10 minuta pa shtrimin e litiumit ose plasaritjen e katodës, thekson Dufek.

Kalimi nga një bateri pothuajse e zbrazët në 90 për qind fuqi në vetëm 10 minuta është shumë larg nga metodat aktuale të karikimit, të cilat në rastin më të mirë mund ta çojnë një automjet elektrik në një bateri të plotë në rreth gjysmë ore. Ndërsa shumë shkencëtarë po kërkojnë metoda për ta arritur këtë lloj karikimi super të shpejtë, Dufek thotë se një avantazh i modelit të tyre të mësimit të makinerive është se lidh protokollet me fizikën e asaj që ndodh në të vërtetë në bateri.

Shkencëtarët amerikanë planifikojnë ta përdorin modelin e tyre për të zhvilluar metoda edhe më të mira dhe për të ndihmuar në projektimin e baterive të reja litium-jon që janë të optimizuara për karikim të shpejtë. Dufek thotë se qëllimi final është që automjetet elektrike të jenë në gjendje të “flasin” me stacionet e karikimit se si t’i karikojnë shpejt dhe në mënyrë të sigurt bateritë e tyre specifike./EurekAlert

Përgatiti: Nuhi Shala