현대 기술로 인해 리튬 이온 배터리는 우리의 일상 생활에서 없어서는 안될 부분이되었습니다. 스마트 폰, 노트북에서 전기 자전거 및 전기 자동차에 이르기 까지이 배터리는 높은 에너지 밀도로 인기가 있습니다. 그러나 리튬 이온 배터리가 과열되거나 손상되면 제어 반응이 발생하지 않아 화재 나 폭발이 발생할 수 있습니다. 2023 년 뉴욕시 소방국은 전기 자전거 배터리로 인한 268 개의 주거 화재를보고하여 150 명이 사망했습니다. NIST (National Institute of Standards and Technology) 연구팀은 이러한 심각한 화재 위험에 직면하여 사운드를 사용하여 리튬 배터리의 화재를 감지하는 새로운 기술을 개발하고 있습니다.
NIST 연구원들은 리튬 이온 배터리가 화재를 일으키기 전에 배터리 내부에서 화학 반응이 발생하여 공기 압력이 증가하고 배터리 케이스가 팽창하기 시작한다는 것을 발견했습니다. 많은 리튬 이온 배터리에는 내부 압력이 너무 높아서 가스를 방출 할 때 파손되는 안전 밸브가있어 음료병을 여는 것과 비슷한 "히스"사운드가됩니다. 연구원들은 배터리 폭발 비디오를 보면서 소리를 발견하고 타당성을 더 확인하기로 결정했습니다.
이 특정 사운드를 식별하기 위해 기계 학습 알고리즘을 훈련시키기 위해 연구원들은 Xi'an Science and Technology의 실험실과 협력하여 배터리가 폭발하기 전에 38 개의 오디오 샘플을 녹음하여 속도와 톤으로 조정하여 1,000 개 이상의 고유 오디오 샘플을 생성했습니다. . 훈련 후 알고리즘의 인식 속도는 94%로 높습니다. 연구원들은 카메라에 설치된 마이크를 통해 배터리 과열 소리를 성공적으로 감지했습니다. 알고리즘의 효과를 확인하기 위해 연구원들은 다양한 소음을 사용하여 간섭 실험을 수행했으며 결과는 매우 적은 수의 소음만이 검출기를 혼동한다는 것을 보여주었습니다.
현재, 연구팀은 아시아 태평양 소방 과학 기술 심포지엄에서 연구 결과를 발표하고 특허를 신청했습니다. 앞으로 그들은 더 많은 유형의 배터리와 마이크를 테스트하여 안전 밸브가 파열되는 경고 시간, 일반적으로 배터리가 실패하기 약 2 분 전에 확인할 계획입니다. 궁극적 으로이 기술은 새로운 화재 경보로 발전하여 대형 배터리와 전기 자동차 주차장이있는 주택, 사무실 및 창고에 설치되어 사람들에게 조기 화재 경고를 제공 할 것으로 예상됩니다.
핵심 사항 :
NIST 연구팀은 AI 알고리즘을 통한 안전 밸브 파열 소리를 식별하기 위해 사운드 기반 리튬 배터리 화재 경고 기술을 개발했습니다.
훈련 된 알고리즘의 인식 속도는 최대 94%이며 여러 노이즈 간섭에서 여전히 효율적인 탐지를 유지할 수 있습니다.
앞으로 새로운 화재 경보는 사람들이 제 시간에 탈출하는 데 도움이되도록 약 2 분의 조기 경고를 제공 할 것으로 예상됩니다.