
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Müəlliflər: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Shengyu Tao Ruifei Ma Zixi Zhao Guangyuan Ma Lin Su Heng Chang Yuou Chen Haizhou Liu Zheng Liang Tingwei Cao Haocheng Ji Zhiyuan Han Minyan Lu Huixiong Yang Zongguo Wen Jianhua Yao Rong Yu Guodan Wei Yang Li Xuan Zhang Tingyang Xu Guangmin Zhou Abstrakt Təqaüdə çıxmış batareyaların sağlamlıq vəziyyətinin (SOH) sürətli və dəqiq qiymətləndirilməsi yenidən istifadə və təkrar emal üçün əsas ilkin emal addımıdır. Lakin, məlumata əsaslanan metodlar təsadüfi SOH və doldurma vəziyyəti (SOC) təqaüd şəraitində əhatəli məlumatların hazırlanmasını tələb edir. Burada biz göstəririk ki, yaradıcı öyrənməyə əsaslanan SOH qiymətləndirməsi məlumat qıtlığı və heterojenlik problemlərini yüngülləşdirmək üçün perspektivlidir, bu da 2700 təqaüdə çıxmış litium-ion batareya nümunəsinin puls injeksiya məlumat dəsti ilə təsdiqlənmişdir, bu da 3 katod materialı növünü, 3 fiziki formatı, 4 tutum dizaynını və 4 tarixi istifadəni 10 SOC səviyyəsi ilə əhatə edir. Yaradılmış məlumatlardan istifadə edərək, bir regressor, görünməmiş SOC altında mənimsənilmiş mütləq faiz xətası 6%-dan aşağı olmaqla dəqiq SOH qiymətləndirmələri həyata keçirir. Biz proqnozlaşdırırıq ki, təklif olunan texnikanın vahid tətbiqini nəzərə alaraq, bu, 2030-cu il qlobal batareya təqaüd ssenarisi üçün məlumatların hazırlanması xərclərini azaltmaqla 4,9 milyard dollar elektrik enerjisi xərclərinə və 35,8 milyard kq CO2 emissiyasına qənaət edəcək. Bu məqalə, məlumatların əldə edilməsi bir çox qiymətləndirmə və proqnoz tapşırıqları üçün vaxt aparan, baha başa gələn və çirkləndirici olduğu üçün, yaradıcı metodlardan istifadə edərək məhdud məlumatlardan istifadə edərək geniş məlumat sahəsini araşdırmağın vacibliyini vurğulayır. Giriş Aşağı karbonlu enerji keçidində kritik bir sektor olan nəqliyyatın elektrikləşdirilməsi  , qalıq yanacaq əsaslı nəqliyyat paradiqmasını misli görünməmiş şəkildə dəyişdirmişdir. Litium-ion batareyalar elektrik nəqliyyat vasitələri (EV-lər) üçün sərfəli, davamlı və təhlükəsiz enerji təchizatı təmin etməklə bu keçiddə həyati əhəmiyyət kəsb edir  ,  . İstifadədə olan və xidmət müddəti başa çatmış EV batareyalarının ümumi gücü 2050-ci ilə qədər 32–62 terra-vatı keçəcək, bu da Beynəlxalq Bərpa Olunan Enerji Agentliyi və Saxlama Laboratoriyası ssenarilərindəki qiymətləndirmələrdən əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir  . Lakin, təqaüdə çıxmış EV batareyaları böyük qalan tutum dəyəri ilə güclü şəkildə tənzimlənir, adətən nominal tutumun 80%-dən çoxu  ,  . Əgər düzgün idarə olunmasa, bu, istehsalçılar və istifadəçilər üçün iqtisadi yüklər  , həmçinin sonrakı ekoloji və sosial məsələlər yaradır  , o cümlədən resurs israfı, təchizat zənciri riskləri və karbon emissiyaları  ,  ,  . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Batareya təqaüdünün kəsilən artımına dair narahatlıqları həll etmək üçün perspektivli strategiyalar yenidən istifadə  ,  ,   və təkrar emal  -dir. Yenidən istifadə zamanı təqaüdə çıxmış batareyalar şəbəkəyə qoşulmuş enerji saxlama sistemləri  , yaşayış binaları üçün enerji təchizatı   və aşağı sürətli nəqliyyat vasitələri kimi tətbiqlər üçün yenidən istifadə olunur. Lakin, yenidən istifadə edilməsi tutumun uyğunluğu  , tutumun çeşidlənməsi   və yenidən qruplaşdırma  ,   kimi ilkin ilkin emal tədbirlərini tələb edir ki, bu da tətbiq tələblərinə cavab versin  . Pilot proqramların başlamasına baxmayaraq  ,  ,  , istifadə ssenariləri və təqaüd yolları üçün ciddi standartların olmaması qalıq tutumun rasional istifadəsini çətinləşdirir  . Təkrar emal əvəzində, materialların çıxarılması və ya struktur təmiri yolu ilə təqaüdə çıxmış batareyaların qalıq dəyərlərindən istifadə edir  ,  , dönməz şəkildə deqradasiyaya uğramış təqaüdə çıxmış batareyalar üçün uyğundur. Pirometallurgiya və hidrometallurgiya ilə müqayisədə  ,  , birbaşa təkrar emal üstün rentabellilik, aşağı enerji istehlakı və azaldılmış karbon emissiyaları üçün seçilir  ,  ,  . Litiumun yenidən doldurulması və katod materiallarının sonrakı emalından istifadə edərək, birbaşa təkrar emal material strukturunun təmirini və performansın bərpasını təmin edir  . Lakin, sağlamlıq vəziyyəti (SOH) birbaşa təkrar emal strategiyası formalaşdırmalarında tələb olunan kimyəvi reaktiv və gözlənilən litium əlavə dozalarını müəyyən edir  ,  ,  . Dozanın az olması natamam təmiri nəticələ bilər, həddindən artıq doza isə katod səthində qalıq qələvin əmələ gəlməsinə səbəb ola bilər, bu da bərpa performansını pisləşdirir  ,  . Təəssüf ki, SOH əldə etmək üçün invaziv material xarakteristikası  ,   və uzun tutum kalibrləmə testləri tələb olunur, invaziv olmayan, sürətli və davamlı SOH əldə etmə qaldırılmamış bir problem olaraq qalır. 6 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 26 27 30 31 32 33 34 27 35 36 37 Tutarlı SOH məlumatını təmin etmək üçün EV batareyaları izlənilir və operativ məlumatlar bulud platformaları   və batareya pasportları   tərəfindən qeyd olunur. Avropa Parlamenti 14 iyun 2023-cü il tarixində batareyalar haqqında direktivi qəbul etdi ki, təqaüdə çıxmış batareyalar xidmət müddəti başa çatdıqdan sonra yenidən istifadə oluna, yenidən təmir oluna və ya təkrar emal oluna bilsin  . Lakin, tələb olunan monitorinq və qeydiyyat proseduru yalnız EV xidmət mərhələsində əlçatandır, təqaüdə çıxmış batareyalar artıq avtomobil daxili monitorinq vahidinə qoşulmur. Beləliklə, sahədə əlçatan SOH məlumatlarını əldə etmək çətindir. Ömrün müddəti məlumatlarının bütövlüyü əsas problem olaraq qalır, bu da sahə məlumatlarından istifadə edərək, tarixi məlumatlara və ya idarə olunan şəraitə qarşı SOH qiymətləndirməsini tələb edir  ,  ,  . Bir həll yolu, təqaüdə çıxmış batareya toplama sahəsində tutum kalibrləmə testini həyata keçirməkdir, yəni doldurma vəziyyəti (SOC) kondisionerləşdirməsi, bu sadədir, lakin buna görə də qəbul edilməz test vaxtı və əlavə elektrik enerjisi xərcləri tələb olunur. Hibrid puls gücü xarakteristikası testi dinamik puls injeksiyası ilə SOH qiymətləndirməsi üçün bir alternativdir, lakin tam test ardıcıllığı 12+ saat çəkir. Tao və həmkarları təqaüdə çıxmış batareyaların SOH qiymətləndirilməsi üçün qısa impulslardan istifadə etmişdirlər, 5% SOC-ə qədər SOC kondisionerləşdirməsinin aparıldığını fərz edərək, bu da təsadüfi təqaüd SOC şəraitinə çətinliklə uyğun gəlirdi  . Sensor əsaslı ölçümlərdəki son irəliləyişlərə rentgenoqrafiya  , elektrokimyəvi empedans  ,  , optik lifli sensor  ,  , akustik sensor  ,  , qismən doldurma  ,   və puls injeksiyası  ,   daxildir. Sensor əsaslı texnikalar invaziv olduqları üçün laboratoriya mərhələsindədir, halbuki puls injeksiyası batareyanın deqradasiyasını fiziki zədə olmadan ayırma xüsusiyyətinə malikdir, eyni zamanda qismən doldurma və elektrokimyəvi empedans əsaslı metodlardan daha sürətlidir  ,  ,  ,  ,  ,  . Lakin, puls injeksiyası məlumat mərkəzli bir metoddur ki, bu da yalnız fiziki ölçülmüş məlumatların modelin tətbiqi mərhələsinin təqaüd şəraitini əhatə etməsi ideal fərziyyəsi altında mümkündür, bu da maşın öyrənməsi ictimaiyyətində domen dəyişməsinin ümumi problemi kimi tanınır. Transfer öyrənməsi və domen adaptasiyası metodlarındakı irəliləyişlərə baxmayaraq  ,  ,  , hədəf domeninin uyğunlaşdırılması hələ də tətbiq zamanı əvvəlcədən məlumata ehtiyac duyduğu və mövcud öyrənmə metodları təsadüfi təqaüd şəraitinə uyğunlaşdırıla bilmədiyi üçün çətinliklər qalır  . Alternativ yol, məlumat qıtlığını və heterojenliyini azaltmaq üçün kəşf olunmamış təqaüd şəraitində məlumat test miqyasını yaymaqdır, lakin bu da xərclərin artmasına səbəb ola bilər. Wang və həmkarları, termokimyəvi proses zamanı müxtəlif aralıq dövlətlərdə reaksiyanın kinetik üstünlüklərini interpol etmək üçün bir temperatur kəşf metodu təklif etmişdirlər, bu da maşın öyrənməsi modeli təlimi üçün məlumat artımı kimi minimal termokimya eksperimental miqyasında və xərclərində geniş təlim bazalarının tikilməsinə imkan verir  . Bundan əlavə, yaradıcı öyrənmə, qismən dövrə edilmiş profillərdən artırılmış məlumatlarla SOH-nin qiymətləndirilməsi imkanlarını göstərir, fiziki olaraq test edilmiş məlumatların tələbini azaldır  ,  . Lakin, batareya yenidən istifadə və təkrar emalı kontekstində məlumat qıtlığı və heterojenlik, katod materialı növlərinin, fiziki formatların, tutum dizaynlarının və tarixi istifadələrin qarışığı səbəbindən daha da mürəkkəbdir, bu da şəraitə uyğun deqradasiya biliklərinin maşın öyrənməsi modellərinə inteqrasiyasını məhdudlaşdırır. Beləliklə, təqaüd şəraitləri ilə puls gərginlik reaksiyaları arasındakı asılılıq əlaqəsini nəzərə almaq məqsədəuyğundur, bu da SOH qiymətləndirmə performansını yaxşılaşdırmaq üçün uzun müddətli tutum kalibrləmə və əlavə fiziki təcrübələr olmadan məlumat istehsalına səbəb olur. 38 24 39 30 40 41 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 17 41 17 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 Bu tədqiqatda, biz təqaüdə çıxmış batareya ilkin emalını, yəni SOH qiymətləndirməsini, qənaət edilmiş fiziki ölçmə vaxtı və xərclərində olan diqqətli variasiya avtoenkoder tərəfindən yaradılmış puls gərginlik reaksiyası məlumatlarından istifadə edərək həyata keçiririk. Ümumi ilkin emal addımlarının, yaradıcı model təliminin və praktik model tətbiqi addımlarının yüksək səviyyəli prosesi Şəkil  -də təsvir edilmişdir. Tədqiqat ideyası, təqaüdə çıxmış batareya toplama mərhələsindəki SOC paylanması kimi davamlı təqaüd şəraitində puls gərginlik reaksiyalarının araşdırılması üçün ondan ölçülmüş məlumatlardan istifadə etmək üçün yaradıcı öyrənmədən istifadə etməkdir. Sonrakı SOH qiymətləndirməsi, fiziki ölçülmüş puls reaksiyası məlumatları olmadan həyata keçirilir, bu da əvvəllər kondisionerləşdirmə SOC-dən gözlənilən səviyyəyə qədər tələb olunan ilkin emal elektrik enerjisi xərclərini və karbon emissiyalarını qənaət edir. Ampere-saat inteqrasiya metodu və maşın öyrənməsi puls injeksiyası ilə müqayisədə, yaradıcı öyrənmə daha sürətli generasiya sürəti və dəqiq qiymətləndirməni vurğulayır. Yaradılmış məlumatlarla, sadə bir regressor, verilənlər bazasında görünməmiş və ya əlçatmaz SOC təqaüd şəraitində, çətin bir paylanmadan kənar (OOD) məsələsi olan SOH-ni aşağı xəta ilə dəqiq qiymətləndirir. OOD problemi, sürətli puls tərəfindən yaradılan SOC şəraitləri ilə gərginlik reaksiyası arasındakı miras qalan fiziki nümunəni öyrənməklə həll edilir. Biz 3 katod materialı növünü, 3 fiziki formatı, 4 tutum dizaynını və 4 tarixi istifadəni (1 laboratoriya sürətləndirilmiş yaşlanma, 3 EV istifadəsi, o cümlədən 1 tamamilə elektriklə işləyən güc ötürücüsü rejimi və 2 hibrid güc ötürücüsü rejimi) əhatə edən 2700 fiziki ölçülmüş nümunə ilə təsdiqləməklə metodumuzun ümumiləşdirilməsini nümayiş etdiririk. Yaradıcı öyrənmə, ölçmə vaxtını, elektrik enerjisi xərclərini və nəticədə yaranan karbon emissiyalarını SOH qiymətləndirmə dəqiqliyindən ödün vermədən saxlayaraq, təqaüd şəraitini ilkin məlumatı yaradıcı metodlarla inteqrasiya etməklə interpolasiya və ekstrapolyasiya üçün uyğundur. Batareya təqaüdünün qlobal təxmini təxmini təxmini, pirometallurji, hidrometallurji və birbaşa təkrar emal şəraitində sürətli və davamlı SOH qiymətləndirməsinin əhəmiyyətini vurğulayır. Texniki-iqtisadi təhlil vasitəsilə, yaradıcı öyrənməyə əsaslanan SOH qiymətləndirməsi 2030-cu ilə qədər qlobal miqyasda 4,9 milyard dollar elektrik enerjisi xərclərinə qənaət edə və 35,8 milyard kq CO2 emissiyasını azalda bilər. Biz modelin şərh edilə bilməsi, təkrar emal ilkin emalı implikasiyaları və maşın öyrənməsi ilə inteqrasiya edilmiş gələcək ağıllı təkrar emal ilkin emalı istiqamətlərinin daha geniş aspektlərini müzakirə edirik. 1   **a** Təqaüdə çıxmış batareya ilkin emalı addımlarına SOC kondisionerləşdirməsi, fiziki ölçmələr, SOH diaqnostikası üçün maşın öyrənməsi və yenidən istifadə və ya təkrar emaldan əvvəl ikinci həyat qərar qəbul etmə prosesi daxildir. SOC kondisionerləşdirməsi, sabit cərəyan sabit gərginlik (CCCV) metodu istifadə edərək təqaüdə çıxmış batareyaların SOC səviyyələrini istənilən səviyyələrə tənzimləmək deməkdir. **b** Puls gərginlik reaksiyası məlumatı istehsalı üçün diqqətli variasiya avtoenkoderinin sxematik təsviri. **c** SOH qiymətləndirilməsi üçün məlumat generasiya modelinin praktik tətbiqi əlavə SOC kondisionerləşdirməsi tələb etmir. Təlimli maşın öyrənməsi modeli yaradılmış məlumatlarla təlimlidir və tətbiq mərhələsində dərhal puls gərginlik reaksiyaları alır. **d** Təqaüdə çıxmış batareya ssenarisində qlobal miqyasda 2030-cu ildə SOC kondisionerləşdirmə xərclərini qənaət edərək, metodologiyamızın iqtisadi və ekoloji faydaları və sürətli generasiya sürəti. Nəticələr Məlumat dəstinin əldə edilməsi Məlumat qıtlığı və heterojenlik, xüsusilə təqaüdə çıxmış batareyalar üçün məlumata əsaslanan batareya diaqnostikası və proqnozlaşdırmada əsas çətinliklərdir. Biz 5%-dən 50%-ə qədər 5% addımla 270 fiziki təqaüdə çıxmış batareyadan 2700 nümunə topladıq. Şəkil  -da, məlumat dəsti 3 mövcud katod materialı növünü, o cümlədən 119 fiziki olaraq toplanmış NMC (nikel manqan kobalt oksidi), 56 LFP (litium dəmir fosfat) və 95 LMO (litium manqan oksidi) təqaüdə çıxmış batareyaları, 3 fiziki formatı (silindrik, kisə, prizmatik) və 4 tarixi istifadə nümunəsini (1 laboratoriya sürətləndirilmiş test, 3 EV istifadəsi, o cümlədən 1 tamamilə elektriklə işləyən güc ötürücüsü rejimi və 2 hibrid güc ötürücüsü rejimi) əhatə edir. Biz vurğulayırıq ki, yüksək dərəcədə heterojen test nümunələrinin daxil edilməsi, məlumat dətimizi təqaüdə çıxmış batareyaların 2a

Part of HackerNoon's growing list of open-source research papers, promoting free access to academic material.

Bu audio hekayənin orijinal dilində hazırlanmışdır!

Generativ süni məhsuldar Lityum-ion batareyalarının təqaüdə çıxarılmış yenidən istifadəsi üçün güc verir

About Author

ŞƏRHLƏR

ETİKET ASIN

BU MƏQALƏ TƏQDİM EDİLMİŞDİR

Related Stories

Women in Tech: Azize Sultan Shares Her Inspiring Journey from Architecture to Tech Leadership

How Azarus's Technology is Transforming Viewer Engagement on Stream

Optimizing Operations for Real Estate Investors - Interview with Startups of the Year Nominee, Azibo

Women in Tech: Azize Sultan Shares Her Inspiring Journey from Architecture to Tech Leadership

How Azarus's Technology is Transforming Viewer Engagement on Stream

Optimizing Operations for Real Estate Investors - Interview with Startups of the Year Nominee, Azibo

Light-Mode

Classic

Newspaper

Minty

Dark-Mode

Neon Noir

Minty

HN StartUps