Híreink

Az MI „hallja”, ha egy akku gyulladásközeli állapotban van

2025. szeptember 25. 08:42

A lítiumion-akkumulátorok terjedése napjainkban robbanásszerű – ez pedig néha szó szerint értendő. A biztonságos üzemeltetést kihívások elé állító ún. hőmegfutás (thermal runaway), vagyis az akkuk robbanásig fajuló láncreakciója azonban jellegzetes hangok kíséretében következik be, ezt pedig mesterséges intelligencia segítségével ismerik fel. Egyszerűbben szólva: az MI (AI) képes megjósolni, melyik akku gyullad ki hamarosan.


Közellenség: a hőmegfutás

A lítiumion-akkumulátorok túlmelegedés vagy sérülés esetén ún. hőmegfutás állapotába kerülnek – a veszélyes láncreakció során magas hőmérsékletű, akár 1000 °C feletti lángcsóva keletkezhet, heves égéssel, robbanással, mérgező anyagok felszabadulásával járhat. Ez pedig másodpercek alatt lezajlik.

A probléma súlyát növeli, hogy a lítiumion-akkumulátorok meghibásodásuk korai szakaszában kevés füstöt termelnek, így a hagyományos füstérzékelők sokszor csak akkor lépnek működésbe, amikor a tűz már nehezen uralható.

 

A jellegzetes „kattanás-sziszegés”

A Egyesült Államok Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézete (NIST) kutatói kísérleteik során kimutatták, hogy a cellák biztonsági szelepe a termikus szökést megelőzően néhány perccel eltörik, és ekkor egy sajátos kattanó-sziszegő hang hallható. Ez a hang a gázok hirtelen távozásának következménye.

A jelenség azért fontos, mert már jóval a lángképződés előtt detektálható, így potenciálisan időt adhat a beavatkozásra vagy a menekülésre.

 

Mesterséges intelligencia a felismerésben

A kihívás az volt, hogy a jellegzetes hangot meg kell különböztetni más háttérzajoktól, még zajos környezetben is. Ennek érdekében a NIST kutatói egy gépi tanulási algoritmust tanítottak be több ezer hangminta segítségével.

Az eredmények biztatóak: a mesterséges intelligencia 94%-os pontossággal azonosította a kritikus hangokat, vagyis a rendszer képes a lítiumion-akkumulátorok túlmelegedésének előrejelzésére.

 

Alkalmazási lehetőségek

A fejlesztés hosszabb távon alapja lehet egy új típusú tűzjelző berendezésnek, amely kifejezetten a lítiumion-akkumulátorok meghibásodásának korai felismerésére szolgál.

Az ilyen riasztókat nemcsak lakásokban és irodákban lehetne hasznosítani, hanem különösen olyan helyszíneken, ahol nagy mennyiségben találhatók akkumulátorok: például raktárakban, elektromos járművek parkolóházaiban vagy töltőállomásokon.

 

Az ezzel kapcsolatos kutatási anyag: „Development of a Robust Early-Stage Thermal Runaway Detection Model for Lithium-ion Batteries”

Fő cél:

Egy gyorsan reagáló, nagy pontosságú modell kidolgozása, amely képes korai stádiumban felismerni a lítiumion-akkumulátor hőmegfutását (thermal runaway) akusztikus jelek alapján.

Módszer és adatok:

  • Többféle állapotú és elrendezésű (állapot-töltöttség, orientáció) egycellás lítiumion-akkumulátorokat teszteltek.
  • A hangadatokat videórögzítésekből nyerték ki, és adatnöveléssel (data augmentation) 1330 korai stádiumú termikus elszabadulásra utaló mintát generáltak.
  • Emellett 1128 valós környezeti zajokat is tartalmazó hangmintát használtak, hogy a modell zajos környezetben is működőképes legyen.
  • A modell bemenete 10 másodperces akusztikus adat, és egy konvolúciós neurális hálózati (CNN) struktúrán alapul.

Eredmények:

  • Az általános pontosság 93,9 %.
  • A precision (pozitív előrejelzések helyessége) 91,6 %, a recall (észlelési arány) 97,7 %.
  • Paramétervizsgálatokkal tesztelték, mennyire robusztus a modell különböző körülmények között, és alkalmaztak „leave-one test-out” keresztvalidációt is.

Vissza

Ezt a hírt eddig 196 látogató olvasta.