Аккумулятор — самый дорогой и уязвимый компонент электробуса. Его износ зависит от множества факторов: температуры, глубины разряда, режима вождения. Новая модель позволяет заранее предсказать, как быстро аккумулятор теряет емкость, и вносить коррективы в эксплуатацию. Это значит: меньше затрат, меньше аварий, больше экологичных маршрутов.
Команда ТПУ провела девять испытательных заездов на маршрутах с разной загруженностью, скоростью (до 70 км/ч) и количеством пассажиров. Учитывались температура, напряжение батареи, крутящий момент, токи заряда и разряда. На основе этих данных ученые построили модель, которая объединяет физику, статистику и элементы нейросетей, сообщается в пресс-релизе ТПУ.
Результаты показали, что перегрев — один из главных факторов износа аккумуляторов. Повышение температуры на 15°C сокращает срок службы батареи на 30%. Зарядка или разрядка вдвое быстрее стандартной — минус 30% ресурса. В четыре раза быстрее — почти минус 50%. Исследование опубликовано в журнале Mathematics.
Оптимальный режим — заряд от 25% до 65% при температуре от 20 до 30°C. Если на маршрутах установить промежуточные зарядные станции, это поможет стабилизировать тепловой режим и продлить срок службы батарей.
В будущем важно разрабатывать более точные модели, учитывающие распределение температуры и процессы, происходящие внутри аккумулятора, а также особенности разных типов батарей. Перспективным направлением является подключение телематических данных и цифровых двойников для адаптивного управления. Кроме того, стоит учитывать случайный характер условий эксплуатации и строить вероятностные модели для более точного прогноза срока службы аккумуляторов в автопарках.
Модель позволяет в реальном времени адаптировать режим работы электробуса под конкретный маршрут. В будущем ученые хотят подключить телематику, создать цифровые двойники батарей и учитывать случайные факторы вроде пробок и погоды. Это сделает прогноз износа еще точнее и поможет управлять целыми автопарками электротранспорта.
Ранее мы рассказывали, как сделать солнечные батареи долговечнее.