哥倫比亞大學(xué)機器模型精確估算鋰離子電池充電水平

　　據外媒報道，電動(dòng)汽車(chē)由可充電的鋰離子電池(LIB)驅動(dòng)，但是目前，人們還沒(méi)有完全了解和完善鋰離子電池。鑒于電動(dòng)汽車(chē)有望取代燃油車(chē)，任何可以提升鋰離子電池性能的研究將有利于電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展，改善環(huán)境。美國哥倫比亞大學(xué)(Columbia)的兩位教授Matthias Preindl和Alan West正在研發(fā)一種機器學(xué)習模型，可以更精確地估算鋰離子電池的充電水平。目前，估算電池充電狀態(tài)仍有5%的出錯率，該團隊研發(fā)的模型目標是將出錯率降至1%，該項研究獲得了哥倫比亞數據科學(xué)研究所(Data Science Institute)種子基金的資助。

　　大家都知道，電池管理系統主要用于捕捉電池的健康狀態(tài)，預測期剩余壽命。上述兩個(gè)概念可幫助電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主知道何時(shí)應該停車(chē)給電池充電，以及何時(shí)應該安排更換電池。然后，一個(gè)估算精度高的模型可讓電池管理系統識別和保護弱電池，從而延長(cháng)電池組的壽命。

　　為設計該機器學(xué)習模型，該團隊將把擾動(dòng)信號(由電力電子變換器產(chǎn)生的一系列電流信號)應用到鋰離子電池上，該系列信號可讓電池發(fā)出能夠檢測到的電反應。該團隊將在實(shí)驗室中測試此類(lèi)電池，并且使用電力電子變換器從安裝在電動(dòng)汽車(chē)上的電池中獲取數據。此類(lèi)數據每分鐘生成一次，可以測量電池溫度、電壓和電流波動(dòng)等電池功能，從而產(chǎn)生數十萬(wàn)個(gè)數據點(diǎn)。因此，該團隊正在設計一種算法，以評估此類(lèi)數據并設計一個(gè)優(yōu)化模型。

　　Preindl是電池與外部元件如何相互作用方面的專(zhuān)家，而化學(xué)工程師Allen West了解電池內部的化學(xué)成分。他們二人正結合自己的工程學(xué)知識和先進(jìn)的數據科學(xué)技術(shù)，設計一個(gè)模型，可以預測如何讓目前的鋰離子電池獲得最佳性能。

　　Preindl表示：“事實(shí)上，我們沒(méi)有量化的方法來(lái)了解鋰離子電池的行為。一旦我們有了量化的數據，我們就會(huì )知道電池什么時(shí)候需要充電，可以使用多久，什么時(shí)候需要更換，以及如何延長(cháng)電池的壽命?！?/p>