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AI助力可再生清洁能源面对各种挑战

2024-01-10 16:20:11 来源:深圳市连接器行业协会 李亦平编译 点击:4201

从电动汽车到太阳能电池板,能源创新依赖高效的电池存储解决方案。随着人工智能、机器学习和物联网的出现,电池存储技术提高现在已经成为可能。

太阳能电池板

为汽车、家庭和企业等寻找长期替代天然气和煤炭发电的清洁能源的压力正在增大。最前沿清洁能源的规模正在迅速扩大。但可再生能源技术的几个方面对工程师提出了挑战。为了成功地与不可再生能源的替代方案竞争,清洁能源技术需要更好的提高,而这取决于高效的电池技术性能。

优化储能,延长电池使用寿命

清洁能源技术慢慢地取得了许多显著成就和进步。例如,太阳能电池板自20世纪70年代以来就开始使用,但直到最近几年,太阳能电池技术才成为增长最快的兆瓦级电力来源,为家庭、建筑、铁路、飞机和其它车辆提供能源。早期硅光伏太阳能电池技术生产成本高昂,电池技术也很有限。能源储存效率很低,导致在夜间非高峰时间或有云层覆盖的日子里出现能源短缺。大电流充电和减少能量损耗的要求使得电池技术领域取得了巨大进步。液体和固态锂离子电池的进展已被证明优于以前的铅酸电池。随着时间的推移,在小尺寸、轻重量上能源密度更高,以及更长时候寿命,这些提高使电池技术前期投入物有所值。

向锂离子电池技术的转变已被证明富有成效,而电池管理系统是进一步探索太阳能和其它可再生能源选择的关键。可以在电池管理系统及其PCB板范围内进行调整,进而可以改善特定单元的整体功能。电池管理系统充当了电池的“大脑”,控制电气负载,停止和启动进出电流。在峰值生产系统中调节电池充放电,保证电池的长期使用寿命,并防止电流能力的损失。

减轻电池损害的一些方法包括准确监测电池技术的能量水平。电池管理系统内的连接器对于实时发送电池水平的信号是很重要的。信号衰减、能量水平和电池自身存储能量的能力需要一致、准确的监测。通过传感器监测电池状态可以防止电池耗电量太低,并可能造成内部损坏。此外,电池管理系统上的主动监视可以防止出现最大电流的长期使用,从而造成单元内性能损失。管理系统内的主动通信使电池单元能够调节充电,并仅在最佳点使用快速充电。例如,就太阳能电池而言,只在日光峰值点保持大电流充电是实现最大化效率的一种策略。

SMT互连对于电池技术调节至关重要,因为它们既坚固耐用,又可以防止电池管理系统运行时的电信号损失。为了最大限度地提高电池使用效率,连接器即使在移动和压力的情况下必须保持连续信号传输。具有双接触式的连接器是一个特殊选择,最大化电池管理系统的传输能力,监测电池状态。与传统的公母连接不同,每个连接都提供刀片接触或弹簧接触,双接触系统无公母。在每个单针上进行双接触,使信号可靠性最大限度得到保证。

EPT  Zero8 0.8 mm SMT连接器

EPT Zero8 0.8 mm SMT连接器

随着时间的推移,电池充放电循环越多,它就越会退化。然而,一个设计良好的电池管理系统可以减轻损害,延长使用寿命。

利用机器学习来优化能源

电池本身的新技术,以及它们的管理系统,为清洁能源进步创造了巨大机会。然而,随着人工智能、机器学习和物联网的出现,现在有可能有其它机会来提高电池设备效率。

物联网涉及来自成千上万台电子设备的大量数据。人工智能试图模仿人类的智能和创造力来执行给定的任务。机器学习是人工智能更大领域的一个子集,它专注于分析可用的物联网数据,并使用人工智能的能力来解释它。机器学习使用数据,在没有直接人工干预或指导的情况下做出最好的决定。

机器学习有潜力处理大量传入的数据,并在一个系统中瞬间做出决策,而不需要人工干预。这可以大规模上用于太阳能、风能、水电和潮汐发电等。例如,人工智能可以通过物联网处理有关未来天气信息,并利用不断增加的水位或更高潮汐调整水电或潮汐发电。机器学习系统也可以用来识别异常情况,例如,如果有外部干扰源发挥作用,就可以在没有人在场的情况下做出电池系统调整。在恶劣天气或其它极端条件的情况下,机器学习可以选择暂时停止能源生产,防止电池系统故障。

外部干扰的困难需要电池系统认识到问题并及时作出反应。高速连接器是高速决策所必需的,机器学习系统在内部通信的速度越快,它反应的速度就越快。25G的速度已经在物联网领域应用了好几年,并已成为数据中心的标准。现在PCIe 5.0最大数据传输速率为32GT/秒。电池技术选择一个可靠的高速连接器是必要的,最大速度处理和解释来自物联网的信息。

ept的高速Colibri连接器

ept的高速Colibri连接器

连接器在电池管理系统以及人工智能机器学习优化中至关重要。清洁能源领域仍在不断发展,高性能的电路设计使先进电池技术更可行,足以与天然气和煤炭等化石能源竞争。

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