哥倫比亞大學(xué)機(jī)器模型精確估算鋰離子電池充電水平

　　據(jù)外媒報(bào)道，電動(dòng)汽車由可充電的鋰離子電池(LIB)驅(qū)動(dòng)，但是目前，人們還沒有完全了解和完善鋰離子電池。鑒于電動(dòng)汽車有望取代燃油車，任何可以提升鋰離子電池性能的研究將有利于電動(dòng)汽車發(fā)展，改善環(huán)境。美國哥倫比亞大學(xué)(Columbia)的兩位教授Matthias Preindl和Alan West正在研發(fā)一種機(jī)器學(xué)習(xí)模型，可以更精確地估算鋰離子電池的充電水平。目前，估算電池充電狀態(tài)仍有5%的出錯(cuò)率，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的模型目標(biāo)是將出錯(cuò)率降至1%，該項(xiàng)研究獲得了哥倫比亞數(shù)據(jù)科學(xué)研究所(Data Science Institute)種子基金的資助。

　　大家都知道，電池管理系統(tǒng)主要用于捕捉電池的健康狀態(tài)，預(yù)測(cè)期剩余壽命。上述兩個(gè)概念可幫助電動(dòng)汽車車主知道何時(shí)應(yīng)該停車給電池充電，以及何時(shí)應(yīng)該安排更換電池。然后，一個(gè)估算精度高的模型可讓電池管理系統(tǒng)識(shí)別和保護(hù)弱電池，從而延長(zhǎng)電池組的壽命。

　　為設(shè)計(jì)該機(jī)器學(xué)習(xí)模型，該團(tuán)隊(duì)將把擾動(dòng)信號(hào)(由電力電子變換器產(chǎn)生的一系列電流信號(hào))應(yīng)用到鋰離子電池上，該系列信號(hào)可讓電池發(fā)出能夠檢測(cè)到的電反應(yīng)。該團(tuán)隊(duì)將在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試此類電池，并且使用電力電子變換器從安裝在電動(dòng)汽車上的電池中獲取數(shù)據(jù)。此類數(shù)據(jù)每分鐘生成一次，可以測(cè)量電池溫度、電壓和電流波動(dòng)等電池功能，從而產(chǎn)生數(shù)十萬個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。因此，該團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)一種算法，以評(píng)估此類數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)化模型。

　　Preindl是電池與外部元件如何相互作用方面的專家，而化學(xué)工程師Allen West了解電池內(nèi)部的化學(xué)成分。他們二人正結(jié)合自己的工程學(xué)知識(shí)和先進(jìn)的數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)模型，可以預(yù)測(cè)如何讓目前的鋰離子電池獲得最佳性能。

　　Preindl表示：“事實(shí)上，我們沒有量化的方法來了解鋰離子電池的行為。一旦我們有了量化的數(shù)據(jù)，我們就會(huì)知道電池什么時(shí)候需要充電，可以使用多久，什么時(shí)候需要更換，以及如何延長(zhǎng)電池的壽命。”