इलेक्ट्रिक वाहन अपनाने के कारण बैटरी आग एक चिंता बन गई है – क्या एआई थर्मल रनअवे को रोकने में मदद कर सकता है?

एरिज़ोना विश्वविद्यालय के डॉक्टरेट छात्र द्वारा नेतृत्व किए गए इंजीनियरों की एक टीम ने इलेक्ट्रिक वाहन (EV) बैटरियों को अधिक गर्म होने से रोकने के लिए एक नया तरीका प्रस्तुत किया है। यह तरीका एआई एल्गोरिद्म का उपयोग करके संभावित समस्याग्रस्त क्षेत्रों की भविष्यवाणी करता है, इससे पहले कि वे खतरनाक बन जाएँ। कई लोग इस अध्ययन को उद्योग में एक बड़ी प्रगति मानते हैं, विशेष रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों की बढ़ती मांग को देखते हुए। यहाँ एआई की थर्मल रनअवे को रोकने में भविष्य की भूमिका के बारे में आपको सब कुछ बताया गया है।

लिथियम-आयन बैटरियां (LIBs)

इस शोध के महत्व को समझने के लिए कुछ मुख्य बिंदुओं को समझना आवश्यक है। सबसे पहले, लिथियम-आयन बैटरियां (LIBs) आज के इलेक्ट्रिक वाहनों में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली बैटरियां हैं। ये बैटरियां चार्ज्ड लिथियम आयनों को एकीकृत करके इकाई के भीतर ऊर्जा स्थानांतरित करती हैं, जिससे आपके विद्युत आवश्यकताओं के लिए धारा उत्पन्न होती है। LIBs की लोकप्रियता का कारण यह है कि इन्हें अस्थायी रूप से ध्रुव बदलकर चार्ज किया जा सकता है और आयनों को इकाई के नकारात्मक ध्रुव की ओर वापस भेजा जा सकता है।

आज के इलेक्ट्रिक वाहन कई कारणों से इन बैटरियों पर निर्भर करते हैं, जैसे कि उनका जीवनकाल उचित है, विकल्पों की तुलना में अपेक्षाकृत हल्के होते हैं, और अत्यधिक ऊर्जा घनत्व प्रदान करते हैं। उल्लेखनीय है कि इन बैटरियों में अक्सर कई सेल्स को समूहित करके पूरी EV पैक बनाई जाती है। वास्तव में, अधिकांश EV बैटरी पैक्स में हजारों सेल्स होते हैं।

थर्मल रनअवे क्या है?

LIBs की वर्तमान मल्टी-सेल संरचना बैटरियों को तेज़ चार्ज करने और लंबा जीवनकाल प्राप्त करने में मदद करती है। हालांकि, यह बैटरी पैक के भीतर हॉटस्पॉट बना सकती है, जिससे विनाशकारी विफलता हो सकती है। जब एकल सेल खराब होना शुरू करता है, तो वह जल्दी गर्म हो जाता है, जिससे आसपास की सेल्स का तापमान बढ़ जाता है और संभावित रूप से अधिक विफलता हो सकती है। इस डोमिनो प्रभाव को थर्मल रनअवे कहा जाता है, और यह आज इलेक्ट्रिक वाहनों के सामने मुख्य समस्याओं में से एक है।
थर्मल रनअवे (TR) प्रदर्शन को घटा सकता है, बैटरी का विघटन कर सकता है, और यहाँ तक कि विस्फोट भी कर सकता है। इसलिए, यह आज इलेक्ट्रिक वाहन मालिकों के लिए वास्तविक चिंता का विषय है। थर्मल रनअवे कई कारकों से हो सकता है, जैसे बैटरी विफलताएं जैसे सेपरेटर का पिघलना, कैथोड का विघटन, या प्रतिकूल लिथियम-इलेक्ट्रोलाइट प्रतिक्रिया।

सुरक्षा चिंताएँ

ये शॉर्ट सर्किट तेज़ी से हो सकते हैं और निकटवर्ती दर्शकों को आग और विस्फोट के कारण चोटिल कर सकते हैं। कई कहानियां हैं जहाँ लोग अपने EV बैटरी के जलने के कारण घर में आग या अन्य डरावने क्षणों से जागते हैं। इसलिए, इस समस्या का समाधान वैश्विक स्तर पर शोधकर्ताओं के लिए प्राथमिक चिंता बन गया है।

बढ़ता तापमान

पिछले कुछ वर्षों में कई कारकों के कारण TR को कम करने की आवश्यकता अधिक महत्वपूर्ण हो गई है। EV उपयोग में वृद्धि और वैश्विक तापमान में बढ़ोतरी ने एक खतरनाक परिदृश्य बना दिया है, जहाँ पहले से अधिक जीवन जोखिम में हैं। इन कारकों के कारण बैटरियों को ठंडा रखना एक हरित भविष्य हासिल करने के लिए आवश्यक हो गया है।

एआई थर्मल रनअवे अध्ययन

जर्नल ऑफ पावर सोर्सेज में प्रकाशित एक अध्ययन दर्शाता है कि उन्नत एआई एल्गोरिद्म को सेंसरों के साथ जोड़ना थर्मल रनअवे को हमेशा के लिए समाप्त करने की कुंजी हो सकता है। बेसब गोसवामी के नेतृत्व में किया गया यह अध्ययन ड्राइवर डेटा सिमुलेशन का उपयोग करके दैनिक ड्राइविंग स्थितियों में EV बैटरी उपयोग की नकल करता है।
मल्टीफिज़िक्स और मशीन लर्निंग मॉडल, जो थर्मल, इलेक्ट्रोकेमिकल और डिग्रेडेशन उप-मॉडल्स का उपयोग करते थे, का प्रयोग करके उन प्रमुख क्षणों का निर्धारण किया गया जब थर्मल रनअवे स्पष्ट हो गया। इसके बाद, एआई सिस्टम ने डेटा को सुदृढ़ किया, जिससे वे किसी भी ऑप्टिकल समाधान से तेज़ी से ओवरहीटिंग सेल्स की भविष्यवाणी और पहचान कर सके।

एआई थर्मल रनअवे परीक्षण

शोधकर्ताओं ने विभिन्न परिस्थितियों में नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर ठोस इलेक्ट्रोलाइट इंटरफ़ेस के क्षय को बेहतर समझने की कोशिश की। टीम ने वास्तविक ड्राइवर डेटा और बैटरी स्थितियों जैसे निरंतर चार्ज/डिस्चार्ज और ड्राइविंग साइकिलों का उपयोग करके बैटरी के हीट सिग्नेचर का परीक्षण किया। इस कार्य को पूरा करने के लिए, टीम ने एक ऐसी बैटरी बनाई जिसमें विशेष थर्मल सेंसर लिपटे हुए थे।
तापमान सेंसरों ने विस्तृत स्थानिक और कालिक तापमान डेटा प्रदान किया, जिसे फिर ऐतिहासिक डेटा के साथ मिलाकर एआई एल्गोरिद्म को दिया गया। इस डेटा में प्रमुख स्थितियां, पर्यावरण, ड्राइवर गतिविधियां और तकनीकी मुद्दे शामिल थे।

गोसवामी का एल्गोरिद्म

गोसवामी एल्गोरिद्म कई मायनों में अनोखा है। सबसे पहले, यह TR की भविष्यवाणी करने वाला पहला एआई मशीन-लर्निंग मॉडल है। यह मल्टीफिज़िक्स मॉडल केवल नई एआई प्रणालियों जैसे वेक्टर मॉडलिंग के कारण संभव हुआ। ये उन्नत सिस्टम बड़ी मात्रा में डेटा का विश्लेषण कर सकते हैं और मानवीय क्षमताओं से परे सहसंबंध या जटिल पैटर्न दिखा सकते हैं। परिणामस्वरूप, मॉडलिंग विधि ने टीम को EV ड्राइविंग व्यवहार पर वास्तविक डेटा बनाने में सक्षम बनाया।

एआई थर्मल रनअवे परीक्षण परिणाम

अध्ययन के परिणाम प्रभावशाली हैं। सबसे पहले, टीम ने LIBs में थर्मल रनअवे की सटीक और लगातार भविष्यवाणी करने के अपने लक्ष्य को सफलतापूर्वक हासिल किया। एआई बहुत सटीक था और वह यह भी निर्धारित कर सकता था कि थर्मल रनअवे कहाँ शुरू हुआ, जिससे खतरे की चेतावनी मिलती है और आगे के नुकसान को रोका जा सकता है। अब, टीम अपने शोध को विस्तारित करने की कोशिश कर रही है, जो एक दिन सभी के लिए सुरक्षित EVs बनाने में मदद कर सकता है।

एआई थर्मल रनअवे लाभ

इस शोध के बाजार में कई लाभ हैं। सबसे पहले, थर्मल रनअवे को रोकने के लिए अन्य तरीकों की तुलना में एआई एल्गोरिद्म बहुत कम खर्चीला है। पहले इंजीनियर, जिनमें इस अध्ययन के शोधकर्ता भी शामिल हैं, ने ऑप्टिकल मापन विधियों का उपयोग किया था। ये तकनीकें प्रभावी थीं लेकिन महंगे कैमरों और निरंतर निगरानी की आवश्यकता होती थी। एआई टीम के प्रयासों को मुक्त करता है और बेहतर परिणाम प्रदान करता है।

उच्च सटीकता

थर्मोकपल तापमान और हॉटस्पॉट के स्थान की सटीक भविष्यवाणी करने की क्षमता भविष्य में अधिक टिकाऊ और सक्षम बैटरियों के निर्माण में एक महत्वपूर्ण कदम है। इंजीनियर इस दृष्टिकोण का उपयोग करके यह निर्धारित कर सकते हैं कि उनके उत्पादों में कहाँ सुधार की आवश्यकता है और भविष्य के थर्मल रनअवे को रोकने के लिए किन भागों को अपग्रेड या बदलना चाहिए।

शून्य-उत्सर्जन लक्ष्य प्राप्त करना

इस शोध का एक और लाभ यह है कि यह कार्बन और प्रदूषकों को कम करने के वैश्विक लक्ष्य को आसान बनाता है। EVs कार उत्सर्जन को कम करने का एक तरीका हैं और उनकी दक्षता और प्रभावशीलता को सुधारने की कोई भी विधि आगे ऑटो बाजार पर बड़ा प्रभाव डालेगी। 2023 में, वैश्विक EV बिक्री में 35% की वृद्धि हुई। विश्लेषकों का अनुमान है कि यह वृद्धि जारी रहेगी, जिससे थर्मल रनअवे सुरक्षा अधिकांश निर्माताओं के लिए प्राथमिकता बन जाएगी।

आसान एकीकरण

यह तकनीक न्यूनतम प्रयास के साथ सप्लाई लाइनों और उत्पादन प्रक्रियाओं में लागू की जा सकती है। एआई मॉडल बेहतर डेटा, उन्नत सेंसर और अतिरिक्त मॉडलों के प्रत्येक इलेक्ट्रिक वाहन के बैटरी प्रबंधन प्रणाली में एकीकृत होने पर सुधार करेगा।

शोधकर्ता

यह अध्ययन एरिज़ोना विश्वविद्यालय में Vitaliy Yurkiv, Farzad Mashayek, Yasaman Abdisobbouhi, Hui Du, और Todd A. Kingston द्वारा किया गया। इस परियोजना को रक्षा विभाग के Defense Established Program to Stimulate Competitive Research द्वारा प्रदान किए गए $599,808 अनुदान के माध्यम से संभव बनाया गया। उल्लेखनीय है कि गोसवामी और युर्किव ने इस वर्ष जनवरी में हॉटस्पॉट का पता लगाने की एक ऑप्टिकल विधि दर्शाते हुए एक और पेपर प्रकाशित किया। यह नवीनतम अध्ययन उस शोध का परिणाम है और एक अधिक किफायती और सुलभ विकल्प प्रदान करने की इच्छा को दर्शाता है।

दो कंपनियां जो इस शोध से लाभ उठा सकती हैं

कई कंपनियां इस अध्ययन से तुरंत लाभ देख सकती हैं। EVs की मांग बढ़ रही है, और निर्माताओं ने इस आवश्यकता को पूरा करने के लिए बाजार में प्रवेश किया है। आज के विकल्पों की तुलना में सुरक्षित विकल्प प्रदान करने की क्षमता इन निर्माताओं को बाजार में शीर्ष पर ले जाने में मदद करेगी। यहाँ दो कंपनियां हैं जो आज इस तकनीक को लागू कर सकती हैं और अपने लाभ में वृद्धि देख सकती हैं।

1. Rivian

RIVN मूल्य चार्ट

Rivian की स्थापना 2009 में Mainstream Motors के रूप में हुई थी। कई वर्षों और नाम परिवर्तन के बाद, कंपनी ने 2011 में आधिकारिक रूप से Rivian का नाम अपनाया। आज, Rivian उत्तर अमेरिका की सबसे बड़ी EV निर्माताओं में से एक है। कंपनी EV स्पोर्ट्स यूटिलिटी वाहनों में विशेषज्ञता रखती है और इसका मुख्यालय कैलिफ़ोर्निया में है, जबकि उत्पादन संचालन इलिनोइस में हैं।
Rivian ने 2023 में $4.43 बिलियन की आय और $16 बिलियन की कुल संपत्ति दर्ज की। हाल के वर्षों में, कंपनी ने 2040 तक शून्य कार्बन उत्सर्जन प्राप्त करने के लिए काफी प्रयास किया है। ये कारक, साथ ही उसके उत्पादों की बढ़ती मांग, Rivian को Tesla (TSLA ) विकल्पों की तलाश करने वाले ट्रेडर्स के लिए एक मजबूत “होल्ड” बनाते हैं।

2. Xiaomi

चीन-आधारित EV निर्माता Xiaomi को EV प्रतिस्पर्धा में Tesla Motors का सबसे बड़ा प्रतिद्वंद्वी माना जाता है। कई कारकों के कारण कंपनी वैश्विक स्तर पर बाजार हिस्सेदारी को लगातार बढ़ा रही है। सबसे पहले, XIAMI ब्रांड बहुत प्रसिद्ध है और दशकों से इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र में एक शक्ति केंद्र रहा है। इस कारण, नए विकल्पों की तुलना में उपभोक्ता वफादारी और भरोसा बहुत मजबूत है।
Xiaomi का मार्केट कैप $462.55 बिलियन है और वर्तमान में 6.12% लाभ मार्जिन दिखा रहा है। कंपनी अपने EV बाजार हिस्सेदारी और प्रौद्योगिकी को लगातार विस्तारित कर रही है, जिससे स्टॉक वैश्विक स्तर पर उच्च मांग में बना रहता है। जो लोग तेज़ी से बढ़ते EV निर्माण स्टॉक की तलाश में हैं, उन्हें Xiaomi पर विचार करना चाहिए।

थर्मल रनअवे और कभी वापस नहीं

आपको इस टीम की सराहना करनी चाहिए कि उन्होंने थर्मल रनअवे परिदृश्य में शामिल सटीक चरणों को निर्धारित करने के लिए एक विश्वसनीय और सटीक विधि विकसित की। अब, इस डेटा को और अधिक परिष्कृत किया जा सकता है और पहचान को और बेहतर बनाया जा सकता है। आने वाले महीनों में, आपका EV इन इंजीनियरों के कठिन परिश्रम पर आधारित समान तकनीक पर निर्भर हो सकता है। इसलिए, इस खोज पर नज़र रखना समझदारी होगी।

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