Die Sicherheitsprobleme von Lithium-Ionen-Batterien haben zunehmende Aufmerksamkeit erregt, insbesondere im Zusammenhang mit der weit verbreiteten Anwendung von Elektrofahrzeugen und Energiespeichergeräten. Die Sicherheitsgefahr durch Batteriebrände kann nicht ignoriert werden. Um die Warnfunktionen für die Batteriesicherheit zu verbessern, erforschen Wissenschaftler verschiedene neue Methoden. Der Herausgeber von Downcodes stellt Ihnen eine neue Studie vor, die Schallerkennungstechnologie verwendet, um frühzeitig vor Bränden von Lithiumbatterien zu warnen. Diese Technologie soll die Batteriesicherheit erheblich verbessern und das Auftreten von Brandunfällen reduzieren.
Hinweis zur Bildquelle: Das Bild wird von KI generiert und vom Dienstanbieter Midjourney autorisiert
Batteriegehäuse sind in der Regel starr und können diese Ausdehnung nicht aufnehmen, sodass das Sicherheitsventil im Inneren der Batterie bei zu hohem Druck platzt und ein charakteristisches Geräusch entsteht. Das Geräusch ähnelt in gewisser Weise dem Klicken und Zischen einer Limonadenflasche, wenn man sie öffnet.
Zu diesem Zweck hat ein Forschungsteam am National Institute of Standards and Technology (NIST) einen maschinellen Lernalgorithmus entwickelt, der speziell darauf ausgelegt ist, dieses spezifische Knistergeräusch zu identifizieren. Während des Algorithmus-Trainingsprozesses arbeiteten die Forscher mit einem Labor der Universität für Wissenschaft und Technologie Xi'an zusammen, um Audiodaten von 38 explodierenden Batterien zu sammeln. Durch Anpassen der Geschwindigkeit und Tonhöhe dieser Audiodaten generierte das Forschungsteam mehr als 1.000 einzigartige Audiobeispiele, um den Algorithmus weiter zu trainieren.
Testergebnisse zeigen, dass dieser Algorithmus das Knackgeräusch einer überhitzten Batterie mit einer Genauigkeit von 94 % erkennen kann. Es ist erwähnenswert, dass die Forscher während des Tests auch verschiedene Hintergrundgeräusche einführten, darunter Schritte, Türschließgeräusche, Flaschenöffnungsgeräusche usw., und herausfanden, dass nur eine geringe Menge Geräusche die Beurteilung des Algorithmus beeinträchtigen würden. Dieser Befund zeigt die Robustheit des Algorithmus.
Das Forschungsteam sagte, dass diese Technologie das Potenzial hat, zur Entwicklung eines neuen Typs von Feuermeldern genutzt zu werden, der in Häusern, Büros, Lagerhäusern und Parkplätzen für Elektrofahrzeuge installiert werden kann. Durch die Ausgabe von Warnungen im Voraus kann diese Technologie den Menschen ausreichend Zeit für die Evakuierung geben und die persönliche Sicherheit gewährleisten.
Diese auf Geräuscherkennung basierende Brandwarntechnologie für Lithiumbatterien bietet mit ihrer hohen Genauigkeit und Robustheit eine neue Möglichkeit, die Batteriesicherheit zu verbessern. Es wird erwartet, dass diese Technologie in Zukunft in verschiedenen Szenarien zum Schutz von Leben und Eigentum von Menschen eingesetzt wird. Ich glaube, dass wir mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie sicherere und zuverlässigere Batterieprodukte haben werden.