安全極限是指保證電池安全運(yùn)行的機(jī)械荷載條件

據(jù)外媒報(bào)道，麻省理工學(xué)院(MIT)與清華大學(xué)的研究人員合作，開辟電動(dòng)汽車鋰離子電池的安全極限。他們使用高精度的軟包電池有限元模型，進(jìn)行了2500多次模擬，隨后用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析數(shù)據(jù)。

安全極限(safety envelope)是指保證電池安全運(yùn)行的機(jī)械荷載條件。研究人員利用兩類相圖，對(duì)安全極限進(jìn)行可視化研究，一種分類器可以快速預(yù)測(cè)浮現(xiàn)短路現(xiàn)象或既定負(fù)載條件下的安全狀況，另一種回歸器可以定量辨識(shí)造成短路的變形量。

電動(dòng)汽車發(fā)生事故時(shí)，電池組會(huì)嚴(yán)峻受損，浮現(xiàn)電氣短路和熱失控現(xiàn)象，有可能引發(fā)火災(zāi)和爆炸。因此，研究單個(gè)電芯在何種條件下能保持安全運(yùn)行，即安全極限，是很重要的。研究人員Li表示：“開辟安全極限的最大挑戰(zhàn)在于，獵取充足的電池故障測(cè)試數(shù)據(jù)。在本次研究中，我們建立高度精細(xì)的鋰離子軟包電池計(jì)算模型，其中所有組成材料都采納經(jīng)過良好校準(zhǔn)的本構(gòu)模型，克服了上述挑戰(zhàn)。通過模擬大的極限機(jī)械載荷矩陣，并利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法得到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的安全極限。這項(xiàng)工作是將數(shù)值數(shù)據(jù)生成與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模結(jié)合起來的示范，可以用來預(yù)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性。”

本次研究僅局限于具有NMC正極和石墨負(fù)極的大尺寸二次軟包電池。此外，研究人員指出，由于用于開辟安全極限的數(shù)據(jù)來自于模擬數(shù)值，所以，與真實(shí)值相比，存在一定誤差。在電動(dòng)汽車鋰離子電池安全模型開辟過程中，本研究為機(jī)器學(xué)習(xí)工具的應(yīng)用提供實(shí)證，而且有望繼續(xù)改進(jìn)。