Soluzioni sostenibili per le aziende: sfruttare la potenza delle batterie intelligenti

I team di ricerca e sviluppo (R&S) hanno costantemente investito il loro tempo nel campo dello stoccaggio dell'energia. In questo modo, sono venuti a scoprirlo e ad aprire la strada a un futuro più pulito e intelligente.

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Il mercato delle batterie intelligenti vale attualmente più di 30 miliardi di dollari . Si prevede che aumenterà ancora di più nei prossimi anni e indovina un po'? Questa è ora l'occasione per le aziende di trarne vantaggio e utilizzare queste batterie intelligenti per le loro future strategie di innovazione.

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Approfondiamo questo articolo per saperne di più sul futuro delle batterie intelligenti e sulle loro capacità.

Sistemi di gestione della batteria (BMS)

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Ogni singola batteria che utilizzi ha un sistema di gestione della batteria (BMS). BMS è una tecnologia che supporta la supervisione di un pacco batteria. Questa supervisione include quanto segue:

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• Batterie di monitoraggio
• Fornire protezione della batteria
• Stima dello stato operativo corrente della batteria
• Sempre aggiornato con l'ottimizzazione delle prestazioni della batteria
• Fornire report sullo stato operativo di tutti i dispositivi esterni

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Le batterie ricaricabili agli ioni di litio (li-on) hanno la maggiore densità di energia e sono una scelta standard per i prodotti di consumo. Puoi trovarli sui tuoi telefoni cellulari, auto elettriche, laptop e altro ancora. Tuttavia, quando le batterie agli ioni di litio funzionano in ambienti a loro sfavorevoli, diventa un problema. I problemi più comuni che deve affrontare sono quando fa molto caldo o fa freddo.

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BMS ha molte caratteristiche di progettazione, tra cui la protezione della batteria e la gestione della capacità. La protezione della batteria ha due aree chiave:

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• Sicurezza elettrica, che non consente alla batteria di danneggiarsi quando viene sottoposta a circostanze difficili
• Protezione termica, che prevede il controllo della temperatura per mantenere la stabilità ed evitare a tutti i costi il ​​surriscaldamento

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Tuttavia, nel corso della storia, abbiamo visto che i sistemi di gestione della batteria sono stati considerati un ripensamento. Molte aziende stanno ora incorporando software di gestione della batteria per sfruttare appieno il potenziale delle batterie . Ciò avviene attraverso due prodotti principali:

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• Algoritmi BMS ad alte prestazioni
• Piattaforme cloud

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Entrambi questi prodotti traducono i dati telematici standard in informazioni avanzate per prolungare la durata della batteria, la sicurezza e le prestazioni.

Ottimizzazione dell'intelligenza della batteria

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L'ottimizzazione dell'intelligenza della batteria sta cambiando completamente il campo della gestione della batteria sbloccando tutto il potenziale delle batterie, aumentandone il ciclo di vita, migliorando le caratteristiche di sicurezza e ottimizzandone le prestazioni.

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L'intelligenza della batteria si concentra sul collegamento dei dati della batteria con i sistemi della batteria, l'elettrochimica e la scienza dei dati per aumentare il ciclo di vita della batteria e le sue caratteristiche di sicurezza.

1. Implicazioni pratiche dell'intelligenza della batteria

Le esperienze pratiche di intelligenza della batteria vengono utilizzate tramite algoritmi BMS e piattaforme cloud.

Algoritmi BMS

Gli algoritmi BMS possono essere applicati alle esigenze dell'applicazione della batteria. Il loro obiettivo principale è prolungare la durata della batteria e massimizzare la potenza e la sicurezza . Ci sono aziende in tutto il mondo che utilizzeranno diversi algoritmi BMS. Un buon esempio è Elysia . Offre una suite di potenti algoritmi BMS per gli sviluppatori di sistemi di batterie.

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I loro algoritmi sono integrati negli stack software esistenti per aumentare la sicurezza e la durata della batteria. È progettato principalmente per:

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• Settore automobilistico
• Motori
• Micromobilità
• Veicoli pesanti
• Stoccaggio stazionario

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Il software integrato può essere installato tramite il tuo BMS e ti offre il controllo in tempo reale sullo stato di carica, le capacità di ricarica rapida, l'alimentazione e la carica, lo stato di salute e riduce i tempi di inattività.

Piattaforme cloud

Le piattaforme cloud fanno parte dell'ottimizzazione dell'intelligenza della batteria poiché migliorano la sicurezza, il ciclo di vita e le prestazioni di un sistema di batterie. Trasformano i dati telematici standard in approfondimenti costruiti attraverso esperienze di batteria del mondo reale . Le piattaforme cloud sono ottime per monitorare e comprendere meglio le prestazioni a lungo termine delle tue batterie, informandoti chiaramente sui loro fattori di degrado.

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Le piattaforme cloud come Elysia possono aiutarti a monitorare quanto segue:

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• Comprendere lo stato di salute della batteria (SOH): lo stato della batteria è importante e le piattaforme cloud possono informarti quando è necessario sostituirla. Le auto elettriche hanno un ciclo di vita medio della batteria di 10-20 anni , ma la batteria potrebbe degradarsi molto più velocemente nei climi più caldi.
• Tendenze della flotta: tutte le batterie che non raggiungono gli obiettivi di durata ricevono automaticamente una bandiera rossa, identificando le cause e fornendo raccomandazioni per ogni veicolo guidato. Ad esempio, questo può includere se la batteria viene caricata rapidamente in climi caldi, il che potrebbe accelerare il processo di degradazione.
• Sicurezza della batteria: la piattaforma rileva qualsiasi tipo di difetto latente prima che abbia un impatto sui clienti. Le caratteristiche di sicurezza di Elysia possono identificare tutti i problemi di sicurezza sia a livello di branco che di cella.
• Controllo della qualità della batteria: la piattaforma cloud identifica tutte le tendenze della qualità della produzione della batteria, riducendo al minimo le azioni di assistenza. Ciò offre agli OEM la possibilità di lavorare efficacemente con i fornitori di celle ed eliminare tutti i problemi identificati nelle fasi di produzione precedenti.

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Quando i problemi vengono identificati in precedenza nella fase di sviluppo del prodotto, si riducono i costi di proprietà, consentendo ai gestori di flotte e agli sviluppatori di sistemi di batterie di creare batterie di livello mondiale.

2. Intelligenza artificiale (AI) e scienza dei dati

La scienza dei dati segue un processo strutturato e graduale per fornire risultati e l'IA li ottimizza. I dati vengono generati ogni minuto, misurando importanti metriche delle funzioni della batteria, tra cui temperatura, tensione e volatilità delle correnti della batteria.

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Cinque passaggi importanti per eseguire la scienza dei dati includono:

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• Fare domande interessanti
• Ottenere e modellare i dati
• Esplorare i dati
• Comunicare i risultati
• Visualizzare i risultati

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Attraverso i dati che raccogliamo, li utilizziamo per saperne di più e per:

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• Prendere una decisione
• Dare previsioni future
• Comprendere il presente e il passato
• Creazione di un nuovo prodotto e industria

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Insieme alla scienza dei dati, l'intelligenza artificiale influisce sul modo in cui viene ricercato il nuovo materiale della batteria, comprendendo i problemi nelle prime fasi di sviluppo del prodotto e prevedendone le prestazioni durante il loro ciclo di vita . Tutti questi impatti devono essere analizzati attraverso le metriche appropriate.

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Le batterie con intelligenza artificiale possono raccogliere big data, il che significa che sono una delle risorse più intelligenti che puoi utilizzare là fuori. Tutti i dati elaborati consentono a tutti i produttori di batterie, operatori di flotte e altri di ottenere metriche aziendali cruciali relative al ciclo di vita delle batterie, al loro valore e alla gestione della garanzia.

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Più dati raccogli, meglio è, quindi in questo caso otterrai informazioni più accurate.

3. Elettrochimica nella progettazione e ricerca di batterie

Quando si tratta di ottimizzare l'intelligenza della batteria, l'elettrochimica gioca un ruolo essenziale. Il processo elettrochimico si concentra su come gli ioni di litio si spostano da un punto all'altro della batteria quando viene prodotta elettricità.

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Ogni volta che si progettano nuovi materiali e batterie, è sempre importante seguire un ciclo chiuso di flusso di ioni-elettroni all'interno delle celle e applicarvi l'elettrochimica in modo da poter identificare inizialmente i passaggi più lenti. Successivamente, è possibile adottare le misure giuste per accelerare e controllare il processo.

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Gli ioni di litio eseguiranno alcuni passaggi quando cercheranno di passare da un punto all'altro. La fase più lenta durante questo processo dipenderà dalle condizioni circostanti e dai materiali degli elettrodi.

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Perché l'elettrochimica è importante per l'intelligenza della batteria? Bene, è ottimo per aiutare le industrie a progettare una batteria ad alte prestazioni che sia molto più veloce e utilizzi materiali meno costosi per alimentare auto elettriche e altre applicazioni importanti.

I vantaggi che ottieni con le batterie intelligenti

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Quando si utilizzano batterie intelligenti, si ottengono alcuni dei maggiori vantaggi in circolazione e sono:

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• Maggiori profitti: il fatto che le batterie intelligenti cerchino di immagazzinare l'energia in modo efficiente ti aiuta a risparmiare denaro durante la fase di sviluppo.
• Altre caratteristiche di sicurezza: la sicurezza è una preoccupazione primaria per quanto riguarda le batterie. Se non vengono effettivamente prodotti durante la fase di sviluppo, possono causare molti danni. Questi danni potrebbero derivare da una batteria che esplode e ferisce le persone intorno a loro.
• Prestazioni migliorate: bilanciare l'accumulo di energia e le capacità agili è fondamentale se vuoi che l'ecosistema energetico della tua organizzazione sia stabile. Le batterie intelligenti controllano tutte le metriche per migliorare le prestazioni e garantire che la batteria funzioni bene in condizioni ottimali.

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Nel complesso, le batterie intelligenti hanno molti vantaggi ad esse associati. Considerando che potrebbe subire diverse condizioni ambientali, possono controllare ciò che sta accadendo nella batteria per garantire che il processo di degrado venga rallentato. Ad esempio, quando fa troppo caldo o troppo freddo, il processo di ricarica rapida verrà rallentato per garantire che la salute della batteria rimanga ottimale e funzioni bene.

Il futuro sono le batterie intelligenti

Le batterie intelligenti hanno fatto molta strada per fornirci alcune delle più grandi esperienze quando si utilizzano le nostre batterie e garantire che nel tempo funzionino bene e abbiano un lungo ciclo di vita. Diverse condizioni ambientali possono avere un serio impatto sulla velocità di degrado delle batterie e sappiamo che in diverse parti del mondo il clima non è lo stesso.

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Dopotutto, molti consumatori, produttori, operatori di rete e altri subiscono continue pressioni per migliorare l'utilizzo dell'energia. Pertanto, la gestione del consumo di energia nelle batterie è più importante che mai e questo è esattamente ciò che le batterie intelligenti sono in grado di fare.

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