Poussé par la technologie moderne, les batteries lithium-ion sont devenues une partie indispensable de notre vie quotidienne. Des smartphones, des ordinateurs portables aux vélos électriques et aux voitures électriques, ces batteries sont populaires pour leur densité d'énergie élevée. Cependant, lorsque les batteries au lithium-ion sont surchauffées ou endommagées, elles peuvent provoquer une réaction de chaleur hors de contrôle, entraînant un incendie ou une explosion. En 2023, le service d'incendie de New York a signalé 268 incendies résidentiels causés par des batteries de vélo électriques, tuant 150 personnes. Face à ce risque d'incendie de plus en plus grave, l'équipe de recherche de l'Institut national des normes et de la technologie (NIST) développe une nouvelle technologie pour détecter les incendies des batteries au lithium utilisant le son.
Les chercheurs du NIST ont découvert qu'avant la batterie du lithium-ion sur le point de prendre feu, des réactions chimiques se produisent à l'intérieur de la batterie, provoquant une augmentation de la pression de l'air et le boîtier de la batterie commence à se développer. De nombreuses batteries au lithium-ion ont des vannes de sécurité qui se brisent lorsque la pression interne est trop élevée et libère du gaz, ce qui fait un son "HISS" similaire à l'ouverture d'une bouteille de boisson. Les chercheurs ont remarqué le son tout en regardant la vidéo de l'explosion de la batterie et ont décidé de vérifier davantage sa faisabilité.
Pour former des algorithmes d'apprentissage automatique pour identifier ce son particulier, les chercheurs ont travaillé avec le laboratoire de l'Université de Science et de technologie de Xi'an pour enregistrer 38 échantillons audio avant que la batterie n'approche et l'ajuste de vitesse et de ton pour générer plus de 1 000 échantillons audios uniques . Après la formation, le taux de reconnaissance de l'algorithme atteint 94%. Les chercheurs ont détecté avec succès le son de la surchauffe de la batterie à travers un microphone installé sur la caméra. Pour vérifier l'efficacité de l'algorithme, les chercheurs ont également utilisé divers bruits pour effectuer des expériences d'interférence, et les résultats ont montré que seul un très petit nombre de bruits confond le détecteur.
À l'heure actuelle, l'équipe de recherche a présenté ses résultats de recherche au Symposium Asie-Pacifique Fire Science and Technology et a demandé un brevet. À l'avenir, ils prévoient de tester plus de types de batteries et de microphones pour confirmer le temps d'avertissement pour la rupture de la vanne de sécurité, généralement environ deux minutes avant l'échec de la batterie. En fin de compte, cette technologie devrait devenir une nouvelle alarme incendie, installée dans des maisons, des bureaux et même des entrepôts avec de grandes batteries et des parkings de véhicules électriques, offrant aux gens des avertissements d'incendie précoce.
Points clés:
L'équipe de recherche NIST a développé une technologie d'alerte au feu de batterie au lithium basée sur le son pour identifier le son d'une rupture de soupape de sécurité via des algorithmes d'IA.
L'algorithme qualifié a un taux de reconnaissance allant jusqu'à 94% et peut toujours maintenir une détection efficace sous des interférences de bruit multiples.
À l'avenir, de nouvelles alarmes incendies devraient fournir environ deux minutes d'alerte précoce pour aider les gens à s'échapper à temps.