שיטה לזיהוי סוללות ורכיבים מזויפים
בעולם המתקדם במהירות לניטרליות פחמנית, כלי רכב חשמליים ממשיכים להפחית פליטות. לצד זאת ניכר זינוק בצריכת סוללות ליתיום־יון המשמשות את כלי הרכב, הטלפונים החכמים ומגוון רחב של מכשירים. בתוך כל ההתקדמות הזו עולה איום גובר: כניסה לשוק של סוללות מזויפות או סוללות שאינן מקוריות. יש דיווחים רבים על שריפות ופיצוצים הנגרמים משימוש בסוללות באיכות ירודה, בייחוד באופניים חשמליים ובמצלמות, שבהם טעינת יתר או התדרדרות מבנית הופכות את הסוללה לגורם סיכון.
אמצעי ההגנה המקובלים, כגון ברקודים או שבבי זיהוי, אינם מספקים מענה מלא מכיוון שאפשר לזייף אותם בקלות או להחליף אותם. הפתרון החדשני נשען על תופעה טבעית: השדות המגנטיים הנוצרים בסוללה עצמה בזמן טעינה ופריקה. החוקרים, שהמשיכו פיתוחים קודמים בתחום זיהוי תקלות בסוללות בשיטות לא הרסניות, מציגים טכנולוגיית ניתוח מגנטי שמאפשרת אימות זהות של סוללות ליתיום־יון ישירות בתוך הרכב, ללא פתיחה, ללא פירוק וללא ציוד פולשני. כך משתפרות בטיחות המשתמשים ואמינות הסוללות לאורך זמן.
המחקר שעליו מבוסס הפתרון בחן סוללות פריזמטיות נפוצות המשמשות רכבים היברידיים באמצעות מדידת שדות מגנטיים סביב תאים עם מבנים פנימיים מגוונים. על פי הממצאים, לחלקים הקצרים של גוף הסוללה יש "חתימה" מגנטית מובחנת, הנגזרת ישירות מצורת אוספי הזרם הפנימיים. הן הסימולציות והן המדידות בפועל הראו הבדלים ברורים בהתפלגות השדה המגנטי. שדות של תאים סמוכים במודול של שני תאים הגיבו זה לזה באופן צפוי: במקרים מסוימים התחזקו זה מזה ובמקרים אחרים נחלשו. באופן מפתיע, התברר כי לצורך זיהוי אמין נדרשים רק שני חיישנים לכל תא. המדידות הציגו שונות נמוכה במיוחד ויחס ליניארי ברור בין הזרם לבין עוצמת השדה המגנטי, מה שמאפשר גילוי מהיר ומדויק ללא צורך במערכות מורכבות.
יתרונות הטכנולוגיה
המשמעות החברתית של הטכנולוגיה רחבה: הפחתת שריפות ותקלות חמורות בסוללות תציל חיים, תפחית נזקים לרכוש ותפחית את עלויות הביטוח. מבחינת יצרניות הרכב והמשתמשים, היכולת לוודא שימוש בסוללות מקוריות תגביר אמינות, תאריך את חיי המערכת ותשפר את ביצועי הרכב.
לסוללות ליתיום־יון יש צפיפות אנרגיה גבוהה וחיי שירות ארוכים לעומת סוללות ניקל־קדמיום, והגברת יכולת האימות תצמצם פסולת סביבתית הנגרמת מהחלפות מיותרות. נתונים מניסויים תומכים בכך: טכניקות בהשראת הדמיית תהודה מגנטית (MRI) אפשרו לזהות פגמים באופן לא הרסני, ואלגוריתמים ייעודיים הצליחו למפות התפלגות זרמים דו־ממדית, מה שמוכיח את התאמת הטכנולוגיה ליישומים מעשיים ברכבים ובמכשירים מבוססי סוללות.
הטכנולוגיה אף פותחת פתח לשדרוג מערכות ניהול סוללות (BMS) קיימות. בעתיד, רכב יוכל לבצע בדיקת זיהוי לסוללה עם התנעתו, להתריע כאשר מזוהה תא שאינו מקורי ובכך למנוע תקלות חמורות מראש. אפשר לשלב את המערכת לצד ניטור מתח, טמפרטורה ומצב בריאות (SOH). סימולציות מלמדות על התאמה למגוון רחב של תצורות: תאים גליליים בכלי רכב חשמליים מלאים או מודולים גדולים יותר, תוך התחשבות במרחקים משתנים ובתאים מרובים.
מחקר עתידי עשוי לשלב למידת מכונה לביצוע מיפוי צפוי של השדות או לשלב ניתוח גזים לשיפור דיוק האבחון. בהיבט יישומי רחב, המערכת יכולה להגדיר סטנדרט חדש לאימות סוללות בציים מסחריים או ציבוריים, לשפר עקיבות מרגע הייצור ועד לשימוש ולהבטיח יציבות במערכות טעינה שבהן הסוללות מחוברות ישירות לרשת החשמל.
