Der Smart Chip zeigt an, wie gesund Ihre Batterie ist

Der Smart Chip zeigt an, wie gesund Ihre Batterie ist

Video: Elektrogeräte: Wie beim Energielabel getrickst wird (March 2020).

Anonim

von der Nanyang Technological University

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Wissenschaftler der Nanyang Technological University (NTU Singapore) haben einen intelligenten Chip entwickelt, mit dem Sie feststellen können, wie gesund Ihre Batterie ist und ob sie unbedenklich ist.

Wenn die Batterie Ihres Smartphones oder Elektrofahrzeugs defekt ist und die Gefahr eines Brandes besteht, werden Sie durch diesen Smart Chip gewarnt. Gegenwärtige Warnsysteme alarmieren Benutzer nur, wenn die Batterie bereits überhitzt ist, was für Abhilfemaßnahmen zu spät sein kann.

Dieser von Professor Rachid Yazami vom Energy Research Institute @ NTU () entwickelte Smart Chip ist klein genug, um in fast alle Batterien eingebaut zu werden - von kleinen Batterien in Mobilgeräten bis hin zu riesigen Kraftpaketen in Elektrofahrzeugen und modernen Flugzeugen.

Prof. Yazami, ein Pionier der Batterieforschung, gewann 2014 den Draper Prize for Engineering, der von der National Academy of Engineering in Washington als einer der drei Gründer der Lithium-Ionen-Batterie verliehen wurde. Die prestigeträchtige Auszeichnung würdigte seine Entdeckung in den 1980er Jahren, Lithium-Ionen-Batterien sicher wiederaufladbar zu machen, und ebnete den Weg für ihren heutigen universellen Einsatz.

"Obwohl das Risiko, dass eine Batterie ausfällt und Feuer fängt, sehr gering ist und jährlich Milliarden von Lithium-Ionen-Batterien hergestellt werden, würde sogar eine 1-zu-1-Million-Chance über tausend Ausfälle bedeuten", erklärte Prof. Yazami hält mehr als 50 Patente und hat mehr als 200 wissenschaftliche Artikel, Buchkapitel und Berichte über Batterien verfasst.

"Dies stellt ein ernstes Risiko für Elektrofahrzeuge und sogar für fortgeschrittene Flugzeuge dar, da in großen Batteriepacks normalerweise Hunderte von Zellen oder mehr zusammengebündelt sind, um das Fahrzeug oder das Flugzeug mit Strom zu versorgen. Wenn durch eine einzelne ausgefallene Batterie ein chemischer Brand verursacht wird, kann dies zu Schäden führen." Brände in Batterien in der Nähe, die zu einer Explosion führen. "

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Patentierte Technologie

Eingebettet in den Smart Chip ist ein von Prof. Yazami entwickelter Algorithmus, der auf elektrochemischen Thermodynamikmessungen (ETM-Technologie) basiert.

Gegenwärtige Lithium-Ionen-Batterien enthalten einen Chip, der nur Spannungs- und Temperaturwerte anzeigt. Heutige Batteriechips können keine Symptome einer Fehlfunktion erkennen und können auch nur den geschätzten Ladestand der Batterie anzeigen.

Im Vergleich dazu kann der patentierte Algorithmus von Prof. Yazami sowohl den Gesundheitszustand als auch den Ladezustand anhand eines dreidimensionalen Diagramms analysieren. Auf einem Bildschirm sieht es aus wie eine Skiroute einen Berg hinunter.

In Anlehnung an einen Fingerabdruck sagte er: "Die 'Skiroute' einer brandneuen Batterie unterscheidet sich von der einer beschädigten oder fehlerhaften Batterie - genau wie zwei Fingerabdrücke ganz unterschiedlich aussehen."

"Unsere Technologie kennt nicht nur die Verschlechterung der Batterie, sondern kann auch den genauen Ladezustand der Batterie ermitteln und so den Ladevorgang optimieren, damit die Batterie im besten Zustand bleibt und schneller geladen wird", fügte Prof. Yazami hinzu Direktor für Batterieprogramme bei

"Meine Vision für die Zukunft ist, dass jede Batterie diesen Chip haben wird, was wiederum das Risiko von Batteriebränden in elektronischen Geräten und Elektrofahrzeugen verringert und deren Lebensdauer verlängert."

Laut einem Bericht von Avicenne Energy soll die weltweite jährliche Produktion von tragbaren Batteriezellen von 13 Milliarden im Jahr 2014 auf über 35 Milliarden im Jahr 2025 steigen.

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Auf dem Weg zur Kommerzialisierung

Die Entwicklung des Smart-Chips dauerte mehr als fünf Jahre und wird nun von seinem Start-up KVI Pte Ltd. vermarktet. Der Forschungswissenschaftler Sohaib El Outmani arbeitet bei der Entwicklung der Smart-Chip-Plattform bei ERIAN mit Prof. Yazami zusammen.

KVI wird jetzt vom NTU-Kommerzialisierungszweig NTUitive inkubiert. KVI entwickelt diesen Chip zu einer Reihe von Produkten, darunter Akkus zum Aufladen mobiler Geräte, Ladezustandsanzeige für Elektrofahrzeuge und ein Smart-Chip für jede Batterie.

Das Start-up-Unternehmen verfügt über eine exklusive Lizenz für die ETM-Technologie von Prof. Yazami, die auf seinen Forschungsarbeiten an der NTU Singapur, dem California Institute of Technology (Caltech) und dem französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CNRS) basiert.

Seine Forschung beinhaltet zwei weitere einzigartige Faktoren: Entropie, ein Maß für die Unordnung oder Zufälligkeit eines Systems, und Enthalpie, die die Summe der inneren Energie eines Systems ist.

Die Technologie wird voraussichtlich vor Ende 2016 zur Lizenzierung durch Chiphersteller und Batteriehersteller zur Verfügung stehen.