Solutions durables pour les entreprises : Exploiter la puissance des batteries intelligentes

Les équipes de recherche et développement (R&D) n'ont cessé d'investir leur temps dans le domaine du stockage de l'énergie. En faisant cela, ils en sont venus à le découvrir et à ouvrir la voie à un avenir plus propre et plus intelligent.

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Le marché des batteries intelligentes vaut actuellement plus de 30 milliards de dollars . Il est prévu d'augmenter encore plus dans les années à venir et devinez quoi ? C'est désormais l'occasion pour les entreprises d'en profiter et d'utiliser ces batteries intelligentes pour leurs futures stratégies d'innovation.

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Approfondissons cet article pour en savoir plus sur l'avenir des batteries intelligentes et leurs capacités.

Systèmes de gestion de batterie (BMS)

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Chaque batterie que vous utilisez possède un système de gestion de batterie (BMS). BMS est une technologie qui prend en charge la surveillance d'un bloc-batterie. Cette surveillance comprend les éléments suivants :

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• Batteries de surveillance
• Assurer la protection de la batterie
• Estimation de l'état opérationnel actuel de la batterie
• Toujours à jour avec l'optimisation des performances de la batterie
• Fournir des rapports sur l'état de fonctionnement de tous les périphériques externes

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Les batteries rechargeables au lithium-ion (li-on) ont la densité d'énergie la plus élevée et sont un choix standard pour les produits de consommation. Vous pouvez les trouver sur vos téléphones portables, voitures électriques, ordinateurs portables et plus encore. Cependant, lorsque les batteries li-ion fonctionnent dans des environnements qui ne leur sont pas favorables, cela devient un problème. Les problèmes les plus courants auxquels il est confronté sont lorsqu'il fait vraiment chaud ou froid.

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BMS a de nombreuses caractéristiques de conception, la protection de la batterie et la gestion de la capacité étant l'une d'entre elles. La protection de la batterie comporte deux domaines clés :

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• Sécurité électrique, qui ne permet pas à la batterie d'être endommagée lorsqu'elle est placée dans des circonstances difficiles
• Protection thermique, impliquant un contrôle de la température pour maintenir la stabilité et éviter à tout prix la surchauffe

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Cependant, tout au long de l'histoire, nous avons vu que les systèmes de gestion de batterie ont été considérés après coup. De nombreuses entreprises intègrent désormais un logiciel de gestion de batterie pour libérer tout le potentiel des batteries . Cela se fait à travers deux produits principaux :

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• Algorithmes BMS performants
• Plateformes infonuagiques

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Ces deux produits traduisent les données télématiques standard en informations avancées pour prolonger la durée de vie, la sécurité et les performances de la batterie.

Optimisation de l'intelligence de la batterie

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L'optimisation de l'intelligence des batteries change complètement le domaine de la gestion des batteries en libérant tout le potentiel des batteries, en augmentant leur durée de vie, en améliorant les fonctions de sécurité et en optimisant leurs performances.

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L'intelligence de la batterie se concentre sur la connexion des données de la batterie avec les systèmes de batterie, l'électrochimie et la science des données pour augmenter le cycle de vie de la batterie et ses caractéristiques de sécurité.

1. Implications pratiques de l'intelligence de la batterie

Des expériences pratiques d'intelligence de batterie sont utilisées via des algorithmes BMS et des plates-formes cloud.

Algorithmes BMS

Les algorithmes BMS peuvent être appliqués aux besoins de votre application de batterie. Leur objectif principal est de prolonger la durée de vie de la batterie et de maximiser la puissance et la sécurité . Certaines entreprises du monde entier utiliseront différents algorithmes BMS. Un bon exemple est Elysia . Il offre une suite d'algorithmes BMS puissants pour les développeurs de systèmes de batterie.

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Leurs algorithmes sont intégrés dans des piles logicielles existantes pour augmenter la sécurité et la durée de vie de la batterie. Il est principalement conçu pour :

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• Automobile
• Sports mécaniques
• Micromobilité
• poids lourds
• Stockage stationnaire

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Le logiciel intégré peut être installé via votre BMS et vous donne un contrôle en temps réel sur votre état de charge, les capacités de charge rapide, la puissance et la charge, l'état de santé et réduit les temps d'arrêt.

Plateformes infonuagiques

Les plates-formes cloud font partie de l'optimisation de l'intelligence de la batterie car elles améliorent la sécurité, le cycle de vie et les performances d'un système de batterie. Ils transforment les données télématiques standard en informations issues d'expériences de batterie réelles . Les plateformes cloud sont idéales pour surveiller et mieux comprendre les performances à long terme de vos batteries, en vous informant clairement de leurs facteurs de dégradation.

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Les plates-formes cloud comme Elysia peuvent vous aider à surveiller les éléments suivants :

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• Comprendre l'état de santé de la batterie (SOH) : la santé de votre batterie est importante et les plates-formes cloud peuvent vous informer quand changer votre batterie. Les voitures électriques ont un cycle de vie moyen de la batterie de 10 à 20 ans , mais la batterie peut se dégrader beaucoup plus rapidement dans les climats plus chauds.
• Tendances de la flotte : toutes les batteries qui n'atteignent pas les objectifs de durée de vie reçoivent automatiquement un drapeau rouge, identifiant les causes et donnant des recommandations pour chaque véhicule conduit. Par exemple, cela peut inclure si la batterie est chargée rapidement dans des climats chauds, ce qui peut accélérer le processus de dégradation.
• Sécurité de la batterie : la plate-forme détecte tout type de défauts cachés plus tôt avant qu'ils n'aient un impact sur les clients. Les caractéristiques de sécurité d'Elysia peuvent identifier tous les problèmes de sécurité au niveau du pack et de la cellule.
• Contrôle de la qualité de la batterie : la plate-forme cloud identifie toutes les tendances de la qualité de la production de la batterie, minimisant les actions de service. Cela donne aux équipementiers une chance de travailler efficacement avec les fournisseurs de cellules et d'éliminer tous les problèmes identifiés lors des étapes de production précédentes.

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Lorsque les problèmes sont identifiés plus tôt dans la phase de développement du produit, cela réduit les coûts de possession, permettant aux gestionnaires de flotte et aux développeurs de systèmes de batteries de créer des batteries de classe mondiale.

2. Intelligence artificielle (IA) et science des données

La science des données suit un processus structuré, étape par étape, pour fournir des résultats et l'IA les optimise. Des données sont générées chaque minute, mesurant des mesures importantes des fonctions de la batterie, notamment la température, la tension et la volatilité des courants de la batterie.

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Cinq étapes importantes pour effectuer la science des données comprennent :

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• Poser des questions intéressantes
• Obtention et modélisation des données
• Explorer les données
• Communiquer les résultats
• Visualiser les résultats

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Grâce aux données que nous collectons, nous les utilisons pour en savoir plus et pour :

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• Prendre une décision
• Donner des prévisions futures
• Comprendre le présent et le passé
• Créer un nouveau produit et une nouvelle industrie

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Associée à la science des données, l'IA a un impact sur la manière dont les nouveaux matériaux de batterie sont recherchés, en comprenant les problèmes plus tôt dans la phase de développement du produit et en prédisant leurs performances tout au long de leur cycle de vie . Tous ces impacts doivent être analysés à l'aide des paramètres appropriés.

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Les batteries avec IA peuvent collecter des mégadonnées, ce qui signifie qu'elles sont l'un des actifs les plus intelligents que vous puissiez utiliser. Toutes les données traitées permettent à tous les fabricants de batteries, exploitants de flottes et autres d'obtenir des mesures commerciales cruciales concernant le cycle de vie de la batterie, sa valeur et la gestion de la garantie.

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Plus vous collectez de données, mieux c'est, donc dans ce cas, vous obtenez des informations plus précises.

3. Électrochimie dans la conception et la recherche de batteries

En ce qui concerne l'optimisation de l'intelligence des batteries, l'électrochimie joue ici un rôle essentiel. Le processus d'électrochimie se concentre sur la façon dont les ions lithium se déplacent d'un point à un autre dans la batterie lors de la production d'électricité.

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Chaque fois que vous concevez de nouveaux matériaux et batteries, il est toujours important d'utiliser une boucle fermée de flux ions-électrons dans les cellules et d'y appliquer l'électrochimie afin de pouvoir identifier les étapes les plus lentes au départ. Ensuite, les bonnes mesures peuvent être prises pour accélérer et contrôler le processus.

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Les ions lithium passeront par quelques étapes lorsqu'ils essaieront de se rendre d'un point à un autre. L'étape la plus lente au cours de ce processus dépendra des conditions qui l'entourent et des matériaux des électrodes.

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Pourquoi l'électrochimie est-elle importante pour l'intelligence des batteries ? Eh bien, c'est formidable pour aider les industries à concevoir une batterie haute performance qui est beaucoup plus rapide et utilise des matériaux moins coûteux pour alimenter les voitures électriques et d'autres applications importantes.

Avantages que vous obtenez avec des batteries intelligentes

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Lorsque vous utilisez des batteries intelligentes, vous obtenez certains des plus grands avantages du marché et ils sont :

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• Des profits plus élevés : Le fait que les batteries intelligentes cherchent à stocker efficacement l'énergie vous aide à économiser de l'argent pendant la phase de développement.
• Plus de fonctions de sécurité : La sécurité est une préoccupation majeure concernant les batteries. S'ils ne sont pas produits efficacement pendant la phase de développement, ils peuvent causer beaucoup de dégâts. Ces dommages peuvent provenir d'une batterie qui explose et blesse les personnes qui les entourent.
• Performances améliorées : L'équilibre entre le stockage d'énergie et les capacités agiles est crucial si vous voulez que l'écosystème énergétique de votre organisation soit stable. Les batteries intelligentes contrôlent toutes les métriques pour améliorer les performances et s'assurer que la batterie fonctionne bien dans des conditions optimales.

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Dans l'ensemble, les batteries intelligentes présentent de nombreux avantages qui leur sont associés. Considérant qu'elle peut subir différentes conditions environnementales, ils peuvent contrôler ce qui se passe dans la batterie pour s'assurer que le processus de dégradation est ralenti. Par exemple, lorsqu'il fait trop chaud ou trop froid, le processus de charge rapide sera ralenti pour garantir que la santé de la batterie reste optimale et fonctionne bien.

L'avenir est aux batteries intelligentes

Les batteries intelligentes ont parcouru un long chemin pour nous offrir certaines des meilleures expériences lors de l'utilisation de nos batteries et garantir qu'au fil du temps, elles fonctionnent bien et ont un long cycle de vie. Différentes conditions environnementales peuvent avoir un impact sérieux sur la vitesse de dégradation des batteries et nous savons que dans différentes parties du monde, le climat n'est pas le même.

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Après tout, de nombreux consommateurs, producteurs, gestionnaires de réseau et autres font continuellement face à des pressions pour améliorer l'utilisation de l'énergie. Par conséquent, la gestion de la consommation d'énergie dans les batteries est plus importante que jamais et c'est exactement ce que font les batteries intelligentes.

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