研究人員正在應(yīng)用人工智能技術(shù)，旨在延長(zhǎng)電池的使用壽命并監(jiān)測(cè)電池的健康，為下一代電動(dòng)汽車和消費(fèi)電子產(chǎn)品供應(yīng)動(dòng)力。

劍橋大學(xué)和紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的研究人員已經(jīng)設(shè)計(jì)了一種機(jī)器學(xué)習(xí)方法，可以預(yù)測(cè)電池的運(yùn)行狀況，其準(zhǔn)確性是當(dāng)前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的十倍。承諾開發(fā)更安全、更可靠的電池。

為了監(jiān)測(cè)電池，研究人員將電脈沖發(fā)送到電池中并監(jiān)測(cè)響應(yīng)。然后，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法處理測(cè)量結(jié)果，以便預(yù)測(cè)電池的運(yùn)行狀況和使用壽命。該方法是非侵入性的，可以添加到任何電池系統(tǒng)中。

無(wú)法預(yù)測(cè)鋰離子電池的剩余有用電量是電動(dòng)汽車采用的一個(gè)限制，也令手機(jī)用戶煩惱。當(dāng)前用于預(yù)測(cè)電池運(yùn)行狀況的方法基于跟蹤電池充電和放電期間的電流和電壓。新方法可以捕獲更多有關(guān)電池內(nèi)部發(fā)生的情況，并可以更好地檢測(cè)細(xì)微的變化。

“安全和可靠性是最重要的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槲覀冮_發(fā)電池，可以包裝大量的能量在一個(gè)小空間，”阿爾法李博士說(shuō)，劍橋的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，誰(shuí)共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究?！巴ㄟ^改進(jìn)監(jiān)控充電和放電的軟件，并使用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)軟件控制充電過程，我相信我們可以為電池性能供應(yīng)巨大的改進(jìn)。

劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室阿爾法·李博士

研究人員進(jìn)行了20，000多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量，以訓(xùn)練模型如何發(fā)現(xiàn)電池老化的跡象。該模型學(xué)習(xí)如何區(qū)分重要信號(hào)和不相關(guān)的噪聲。該模型了解什么電信號(hào)與老化最相關(guān)，然后允許研究人員設(shè)計(jì)特定的實(shí)驗(yàn)，以更深入地探究電池降解的原因。

”機(jī)器學(xué)習(xí)補(bǔ)充和增進(jìn)了物理理解，“同樣來(lái)自卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的合著者張?jiān)苽ゲ┦空f(shuō)。我們的機(jī)器學(xué)習(xí)模型識(shí)別的可解釋信號(hào)是未來(lái)理論和實(shí)驗(yàn)研究的起點(diǎn)。

能源部研究人員使用人工智能計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

能源部SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室的研究人員正在利用人工智能計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來(lái)研究電池壽命。根據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》的一個(gè)報(bào)道，科學(xué)家們正在將機(jī)器學(xué)習(xí)算法與X射線斷層掃描數(shù)據(jù)相結(jié)合，以在一個(gè)電池組件——陰極——中出現(xiàn)詳細(xì)的降解圖。引用的研究發(fā)表在《自然通訊》上。

關(guān)于由鎳錳鈷（NMC）粒子制成的陰極，由導(dǎo)電碳基質(zhì)結(jié)合在一起。研究人員推測(cè)，電池性能下降的一個(gè)原因可能是粒子從該矩陣中分離。該團(tuán)隊(duì)在SLAC的斯坦福同步輻射光源（SSRL）獲得高級(jí)能力，該系是斯坦福大學(xué)能源系的一個(gè)部門，歐洲同步輻射設(shè)施（ESRF）是歐洲為推進(jìn)X射線而開展的協(xié)作機(jī)構(gòu)，總部設(shè)在法國(guó)格勒諾布爾。目標(biāo)是構(gòu)建NMC粒子如何分離和遠(yuǎn)離矩陣的圖片，以及這與電池性能損失的關(guān)系。

該團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向具有人工智能能力的計(jì)算機(jī)視覺，以幫助開展研究。他們要一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型來(lái)訓(xùn)練數(shù)據(jù)如何識(shí)別不同類型的粒子，這樣他們就可以開發(fā)一個(gè)三維圖像，了解NMC粒子（大或?。┤绾螐年帢O中分離出來(lái)。

作者鼓勵(lì)對(duì)電池健康進(jìn)行更多研究?！蔽覀兊陌l(fā)現(xiàn)突出了精確量化電池電極微結(jié)構(gòu)的演化性質(zhì)的重要性，具有統(tǒng)計(jì)信心，這是最大限度地提高有源粒子對(duì)更高電池容量效用的關(guān)鍵，“作者說(shuō)。