AI uzlabota ātrā uzlāde pagarinās EV akumulatora mūžu

Ātrā uzlāde ir viena no lielajām elektrisko transportlīdzekļu solījumiem, taču tai vienmēr piemīt kluss kompromiss. Jo biežāk vadītāji paļaujas uz augstas ātruma DC uzlādi, jo lielāku stresu viņi rada akumulatora blokam. Šie bojājumi neparādās vienas nakts laikā, tomēr laika gaitā tie var pakāpeniski samazināt nobraucamību un ilgtermiņa akumulatora veselību. Tagad Zviedrijas Čalmersa Tehnoloģiju universitātes pētnieki apgalvo, ka varētu būt atraduši gudrāku risinājumu.

Jaunā pētījumā, kas publicēts IEEE žurnālā 'Transporta elektrifikācija', komanda apraksta AI bāzētu EV uzlādes sistēmu, kas var samazināt akumulatora nolietojumu, neinpalielinot gaidīšanas laiku pie uzlādes stacijas. Pēc viņu rezultātiem metode pagarināja akumulatora mūžu par gandrīz 23% salīdzinājumā ar tradicionālo ātro uzlādi. Pārsteidzoši, cik maz tas mainīja pašu uzlādes sesiju. Testi parādīja vidējo uzlādes laiku 24,12 minūtes, salīdzinot ar 24,15 minūtēm standarta uzlādei. Praktiski šī atšķirība ir nenozīmīga.

Ne visi akumulatori noveco vienādi

Tas ir īstais izaicinājums lielākajai daļai šodienas ātrās uzlādes sistēmu. Tās mēdz izturēties pret katru akumulatora bloku kā pret identisku. Jauns akumulators un tāds, kas jau pavadījis gadu gaitā uz ceļa, bieži tiek uzlādēti pēc tādas pašas strāvas un sprieguma stratēģijas. Teorētiski tas izklausās efektīvi. Taču realitātē tas ignorē, kā akumulatori mainās novecošanas procesā.

Vecāki litija jonu bloki ir vairāk pakļauti fenomenam, ko sauc par litija platēšanu. Tā vietā, lai litija joni tiktu pienācīgi absorbēti, metālisks litijs sāk nogulsnēties uz elektrodu virsmas. Tas ir lēns, gandrīz nemanāms bojājuma veids, bet laika gaitā tas samazina jaudu un paātrina degradāciju. Citiem vārdiem sakot, akumulators turpina darboties, tikai vairs ne tik labi kā agrāk.

Čalmersa pieeja izmanto pastiprinātās mācīšanās (reinforcement learning) metodes, lai risinātu šo problēmu. Šāda veida mašīnmācīšanās uzlabo lēmumu pieņemšanu, iegūstot atkārtotu atgriezenisko saiti, ļaujot sistēmai pielāgoties mainīgiem apstākļiem. Šeit AI reālajā laikā modificē uzlādes strāvu, balstoties uz diviem mainīgajiem: akumulatora uzlādes stāvokli (state of charge) un tā veselības stāvokli (state of health). Jaunāks bloks var izturēt agresīvāku uzlādes profilu, savukārt vecāks saņem maigāku līkni, kas paredzēta stresa samazināšanai.

Tas ir vienkāršs risinājums ar lielām sekām. Tā vietā, lai visi EV akumulatori tiktu spiesti iziet cauri vienam rutīnas scenārijam, sistēma reaģē uz katru bloku vairāk tā, kā to darītu pieredzējis mehāniķis, ņemot vērā vecumu, stāvokli un pašreizējo statusu.

Programmatūras labojums, nevis iekārtu pārbūve

Viena detaļa izceļas. Tas nav koncepts, kas balstīts uz eksotisku jaunu bateriju aparatūru vai dārgiem pārbūvju risinājumiem. Pētnieki norāda, ka tehnoloģiju varētu ieviest, izmantojot programmatūras atjauninājumus esošajām bateriju pārvaldības sistēmām. Tas padara risinājumu daudz reālāku automobiļu ražotājiem un uzlādes ekosistēmas dalībniekiem, kuri meklē praktiskas metodes, kā uzlabot EV bateriju ilgmūžību.

Protams, ir viens ierobežojums. Sistēmai joprojām nepieciešama kalibrēšana dažādām bateriju ķīmijām, kas nozīmē, ka tā nav tūlītēja universāla risinājuma versija. Neskatoties uz to, ideja ir pievilcīga, jo tā darbojas ar aparatūru, kas jau tiek izmantota lielākajā daļā elektrotransportlīdzekļu tirgus.

Akumulatora degradācija paliek viena no ilgstošākajām bažām par EV īpašniecību, īpaši vadītājiem, kuri ļoti paļaujas uz publisko ātro uzlādi. Nobraucamības satraukums bieži aizņem virsrakstus, taču ilgtermiņa akumulatora veselība bieži vien ir svarīgāks jautājums, tiklīdz īpašniecības jauninājuma sajūta nolietojas. Ja Čalmersa AI uzlādes metode sasniegs ražošanas automašīnas, ziņotais 23% uzlabojums varētu nozīmēt papildu vienu vai divus gadus lietderīga akumulatora mūža daudziem vadītājiem.

Tas nebūtu tikai labums īpašniekiem. Tas varētu stiprināt atlikušo vērtību, samazināt kopējās īpašniecības izmaksas un padarīt elektriskos automobiļus pievilcīgākus cilvēkiem, kuri vēl šaubās par pāreju. Problēmai, kas līdz šim slēpās EV diskusijas fonā, šī šķiet kā tāda uzlabošana, pēc kuras nozare ilgojās.