27 Haz 2022 (Nanowerk HaberleriMichigan Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, yeni elektrikli araç aküsü tasarımlarının ömrünün test edilmesinin modern bir yaklaşımla dört kat daha hızlı olabileceğini gösterdi (desenler, “Öğrenilmiş örnekleme ve erken durdurma stratejilerine sahip genel bir akü döngüsü optimizasyon çerçevesi”). Optimizasyon çerçeveleri, pil konfigürasyonlarının uzun vadede nasıl performans göstereceğini değerlendirme maliyetini büyük ölçüde azaltabilir. UM makine mühendisliği profesörü ve çerçevenin arkasındaki araştırma ekibinin lideri Wei Lu, Patterns dergisinde yayınlanan "Amaç daha iyi bir pil tasarlamaktır ve geleneksel olarak endüstri bunu deneme yanılma testlerini kullanarak yapmaya çalıştı" dedi. Hücre Basın. "Değerlendirmek çok uzun zaman alıyor." Elektrikli araç (EV) akü üreticilerinin menzil endişesi ve şarj edilebilirlik endişeleriyle boğuştuğu bir dönemde, Lu'nun ekibi tarafından geliştirilen optimizasyon sistemi, yeni ve daha iyi akülerin hem simülasyonu hem de fiziksel testi için gereken süreyi yaklaşık %75 oranında kısaltabilir. Bu hız, tüketicilerin hedeflerine ulaşmak için her zaman yeterli kapasiteye sahip olmalarını sağlamak amacıyla doğru malzeme ve konfigürasyon kombinasyonunu arayan pil geliştiricilerine büyük bir destek sağlayabilir. Pil tasarımında yer alan parametreler, kullanılan malzemelerden elektrotların kalınlığına, elektrottaki parçacıkların boyutuna ve daha fazlasına kadar her şeyi içerir. Her bir konfigürasyonun test edilmesi genellikle birkaç ay boyunca tam olarak şarj edilmesi ve ardından on yıllık kullanımı taklit edecek şekilde 1,000 kez tamamen boşaltılması (veya pilin değiştirilmesi) anlamına gelir. Daha iyi olanları keşfetmek için bu testi çok sayıda olası pil tasarımıyla tekrarlamak son derece zaman alıcıdır. Lu, "Yaklaşımımız yalnızca test süresini azaltmakla kalmıyor, aynı zamanda otomatik olarak daha iyi tasarımlar üretiyor" dedi. "Ödün vermeyen pil yapılandırmalarını sonuna kadar döngüye sokmak yerine, onları atmak için erken geri bildirimi kullanıyoruz. Bu basit bir iş değildir, çünkü ilk döngülerde vasat performans gösteren bir pil konfigürasyonu daha sonra iyi performans gösterebilir veya tam tersi de olabilir. "Erken durdurma sürecini sistematik olarak formüle ettik ve sistemin, gelecek vaat eden yeni konfigürasyonlar sağlamak üzere biriken verilerden öğrenmesini sağladık." Zaman ve maliyette önemli bir azalma elde etmek için UM mühendisleri, hem ne zaman vazgeçileceğini hem de ilerledikçe nasıl daha iyiye gidileceğini bilen bir sistem oluşturmak amacıyla makine öğrenimindeki en son gelişmelerden yararlandı. Çerçeve, Asenkron Ardışık Yarılanma Algoritması ve Hiper Bant olarak bilinen matematiksel teknikleri kullanarak kaynakları korumak amacıyla umut verici başlangıçlar yapamayan döngüsel testleri durduruyor. Bu arada önceki testlerden veriler alıyor ve Tree of Parzen Tahmin Edicileri kullanılarak araştırılacak yeni umut verici parametreler öneriyor. Umut vaat etmeyen testleri kesmenin yanı sıra, U-M sistemindeki önemli bir zaman tasarrufu sağlayan unsur, eş zamanlı olmayan paralelleştirme olarak bilinen, aynı anda test edilecek birden fazla pil konfigürasyonu oluşturma yöntemidir. Herhangi bir konfigürasyon testi tamamlarsa veya atılırsa algoritma, diğer testlerin sonuçlarını beklemeye gerek kalmadan hemen test edilecek yeni bir konfigürasyonu hesaplar. U-M'nin çerçevesi, onlarca yıldır içten yanmalı otomobilleri çalıştırmak için kullanılanlardan saatlerimize ve cep telefonlarımıza güç veren daha küçük ürünlere kadar tüm pil türlerinin tasarımlarını test etmede etkilidir. Ancak EV pilleri teknolojinin en acil kullanımını temsil ediyor olabilir. Makine mühendisliğinde UM doktora öğrencisi ve makalenin ilk yazarı Changyu Deng, "Bu çerçeve, bir performans tahmin modeli dahil edildiğinde daha verimli olacak şekilde ayarlanabilir" dedi. "Bu çalışmanın, daha iyi EV'ler ve yaşamı iyileştiren diğer cihazlar yapmak için bizi en uygun pillere yönlendirecek gelişmiş yöntemlere ilham vermesini bekliyoruz." Mobility Consumer Index tarafından yakın zamanda gerçekleştirilen bir anket, tüketicilerin %52'sinin artık bir sonraki araç satın alımlarında elektrikli araç almayı düşündüğünü gösterdi. Değişen tutumlara rağmen, aracın menzili (batarya kapasitesi) ve sürücülere sunulan şarj istasyonlarının sayısı konusundaki endişeler devam ediyor. Bu nedenle pil performansı, iklim değişikliğinin etkilerini dengelemenin bir yolu olarak elektrikli araçları kitlelere ulaştırmada merkezi bir role sahiptir.