Штучний інтелект може суттєво збільшити термін служби акумуляторів електромобілів без помітного погіршення швидкості заряджання. До такого висновку дійшли дослідники з Технологічного університету Чалмерса у Швеції, які розробили нову систему керування батареєю на основі AI-алгоритмів. За результатами їхньої роботи, ресурс літій-іонних акумуляторів потенційно можна збільшити майже на 23%.
Дослідження опублікували у науковому журналі IEEE. У ньому описується новий підхід до швидкої зарядки електромобілів, за якого штучний інтелект у режимі реального часу аналізує стан батареї та динамічно змінює параметри зарядного струму. Основна мета такої системи - мінімізувати деградацію елементів акумулятора під час високошвидкісної зарядки, яка традиційно вважається одним із головних чинників старіння батарей.
В основі технології лежить метод «навчання з підкріпленням» - один із напрямків машинного навчання, коли система фактично навчається методом спроб і помилок, постійно шукаючи найефективніший алгоритм роботи. У випадку з електромобілями AI аналізує хімічний стан батареї, її зношення та поведінку під час заряджання, після чого автоматично коригує напругу та силу струму.
Особливу увагу система приділяє захисту найбільш вразливих компонентів батареї - анода, катода та електроліту. Під час швидкої зарядки в літій-іонних акумуляторах може виникати так зване «літієве осадження», коли іони літію накопичуються на аноді. Це прискорює деградацію елементів, зменшує ємність батареї та поступово скорочує запас ходу електромобіля.
За результатами комп'ютерного моделювання новий алгоритм дозволив збільшити ресурс акумулятора до 703 еквівалентних повних циклів заряджання. Це приблизно на 22,9% більше порівняно зі стандартними алгоритмами керування батареєю. При цьому дослідники окремо наголошують, що їхній підхід не вимагає суттєвого уповільнення процесу зарядки, тобто подовження ресурсу досягається без серйозної втрати швидкості поповнення заряду.
У реальних умовах такий приріст може означати десятки тисяч додаткових кілометрів пробігу. Наприклад, якщо сучасний акумулятор Tesla здатен прослужити приблизно від 480 до 800 тисяч км залежно від умов експлуатації, то додаткові 23% потенційно означають ще близько 110-180 тисяч км ресурсу. Фактично це може додати електромобілю кілька років експлуатації без критичного падіння ємності батареї.
Особливо важливим це може стати для власників електромобілів, які регулярно користуються швидкісними DC-станціями. Саме часте швидке заряджання традиційно вважається одним із головних факторів прискореного старіння акумуляторів. Новий AI-алгоритм потенційно дозволяє значно пом'якшити цей ефект.
Крім вигоди для власників електрокарів, технологія може позитивно вплинути і на екологію. Чим довше служить акумулятор, тим менше потреби у виробництві нових батарей, видобутку літію, нікелю та інших ресурсів, а також нижчим стає вуглецевий слід виробництва.
Втім, дослідники поки закликають не поспішати з гучними висновками. Наразі всі результати отримані у лабораторних умовах та на основі симуляцій, а не під час багаторічної експлуатації реальних автомобілів.