Les batteries des véhicules électriques soumis à l'utilisation normale des conducteurs dans le monde réel, comme le trafic intensif, les longs trajets sur autoroute, les courts trajets en ville,et surtout en étant garés pourrait durer environ un tiers de plus que les chercheurs ont généralement prévu, selon une nouvelle étude menée par des scientifiques travaillant au SLAC-Stanford Battery Center,un centre conjoint entre le Precourt Institute for Energy de l'Université de Stanford et le SLAC National Accelerator LaboratoryCela suggère que le propriétaire d'un véhicule électrique typique n'aura pas besoin de remplacer la batterie coûteuse ou d'acheter une nouvelle voiture pendant plusieurs années supplémentaires.

Presque toujours, les scientifiques et les ingénieurs en batterie ont testé en laboratoire la durée de vie des nouveaux modèles de batterie en utilisant un taux de décharge constant suivi de recharge.Ils répètent rapidement ce cycle plusieurs fois pour apprendre rapidement si une nouvelle conception est bonne ou pas pour l'espérance de vie, entre autres qualités.

Ce n'est pas une bonne façon de prédire l'espérance de vie des batteries de véhicules électriques, en particulier pour les personnes qui possèdent des véhicules électriques pour leurs déplacements quotidiens, selon l'étude publiée le 9 décembre dans Nature Energy.Alors que les prix des batteries ont chuté de 90% au cours des 15 dernières annéesLes batteries représentent encore près d'un tiers du prix d'un véhicule électrique neuf. Ainsi, les usagers actuels et futurs de véhicules électriques peuvent être heureux d'apprendre que de nombreux kilomètres supplémentaires les attendent.

"Nous n'avons pas testé les batteries de véhicules électriques de la bonne façon", a déclaré Simona Onori, auteure principale et professeure agrégée de sciences de l'énergie et d'ingénierie à la Stanford Doerr School of Sustainability.À notre grande surprise, conduire réel avec une accélération fréquente, freiner qui charge un peu les batteries, s'arrêter pour entrer dans un magasin, et laisser les batteries reposer pendant des heures à la fois,aide les batteries à durer plus longtemps que nous l'avions pensé basé sur les tests de laboratoire standard de l'industrie.??

Une agréable surprise.

Les chercheurs ont conçu quatre types de profils de décharge de véhicules électriques, de la décharge constante standard à la décharge dynamique basée sur des données de conduite réelles.L'équipe de recherche a testé 92 piles lithium-ion commerciales pendant plus de deux ans à travers les profils de déchargeEn fin de compte, plus les profils reflétaient de façon réaliste le comportement de conduite réel, plus l'espérance de vie des véhicules électriques augmentait.

Plusieurs facteurs contribuent à cette longévité inattendue, constate l'étude.Un algorithme d'apprentissage machine formé sur toutes les données recueillies par l'équipe a aidé à détecter les effets des profils de décharge dynamique sur la dégradation de la batterie.

Par exemple, l'étude a montré une corrélation entre les accélérations rapides et courtes des véhicules électriques et une dégradation plus lente.y compris l'équipe de cette étudeLe fait d'appuyer fortement sur la pédale avec le pied n'accélère pas le vieillissement, mais le ralentit, explique Alexis Geslin.l'un des trois auteurs principaux de l'étude et un étudiant au doctorat en science des matériaux et en ingénierie et en informatique à la Stanford School of Engineering.

Deux façons de vieillir

L'équipe de recherche a également recherché des différences dans le vieillissement de la batterie due à de nombreux cycles de charge-décharge par rapport au vieillissement de la batterie qui vient simplement avec le temps.Les piles que vous avez chez vous et qui sont restées dans un tiroir pendant des années sans être utilisées ne fonctionneront plus aussi bien qu'au moment de leur achat.Si elles fonctionnent du tout.

Nous, ingénieurs en batterie, avons supposé que le vieillissement cyclique est beaucoup plus important que le vieillissement induit par le temps.Cela est surtout vrai pour les véhicules électriques commerciaux tels que les bus et les camionnettes de livraison qui sont presque toujours utilisés ou rechargés."Pour les consommateurs qui utilisent leurs véhicules électriques pour aller au travail, chercher leurs enfants, aller à l'épicerie, mais surtout sans les utiliser ou même les recharger,Le temps devient la cause prédominante du vieillissement par rapport au vélo.??

L'étude identifie un point de repère moyen pour équilibrer le vieillissement du temps et le vieillissement du cycle, au moins pour la batterie commerciale qu'ils ont testée.cette fenêtre est dans la gamme de conduite réaliste du consommateur EVLes constructeurs automobiles pourraient mettre à jour leur logiciel de gestion de la batterie des véhicules électriques pour tirer parti des nouvelles découvertes et maximiser la longévité de la batterie dans des conditions réelles.

Je regarde en avant

"Dans l'avenir, il sera très important d'évaluer les nouvelles chimie et conceptions de batteries avec des profils de demande réalistes", a déclaré Le Xu, chercheur postdoctoral en sciences de l'énergie et en ingénierie.¢Les chercheurs peuvent maintenant revoir les mécanismes présumés de vieillissement dans la chimieCette approche permettra de développer des algorithmes de contrôle avancés qui optimisent l'utilisation des architectures de batteries commerciales existantes.

Les scientifiques et les ingénieurs pourraient appliquer ces principes à d'autres applications de stockage d'énergie, comme la détection de la pollution atmosphérique.ainsi qu'à d'autres matériaux et dispositifs dans les sciences physiques dans lesquels le vieillissement est crucial, comme les plastiques, les verres, les cellules solaires, et certains biomatériaux utilisés dans les implants.

"Ce travail met en évidence le pouvoir de l'intégration de plusieurs domaines d'expertise, de la science des matériaux, du contrôle et de la modélisation à l'apprentissage automatique, pour faire progresser l'innovation", a déclaré Onori.

Réimprimé à partir du rapport de Stanford