Bateriju pētnieki lūkojas mākslīgā intelekta virzienā cerībā samazināt uzlādes laikus
Mūsdienu elektroauto uzlādes staciju tehnoloģija joprojām ir uzskatāma par lēnu, salīdzinot to ar degvielas uzpildes standartiem. Ātrāks jauno uzlādes tehnoloģiju testēšanas process varētu to labot.
Bateriju nozare lūkojas mākslīgā intelekta virzienā, meklējot pavedienus, kā uzlabot uzlādes ātrumus vienlaicīgi nepalielinot litija jonu baterijas nolietošanās ātrumu.
Pagājušajā mēnesī komanda no Stenfordas universitātes, Masačūsetas Tehnoloģiju institūta un Toyota pētniecības institūta publicēja savus atklājumus pēc bateriju testu veikšanas, kas mērķēti uz uzlādes laika samazināšanu par 10 minūtēm. Nature portālā publicētais pētījums atklāj, kā mākslīgais intelekts varētu paātrināt testēšanas procesus, kas nepieciešams jaunu uzlādes tehnoloģiju izstrādei.
Pētnieki sastādīja programmu, kas prognozēja kā baterijas uzvedīsies dažādos uzlādes veidos, tādejādi samazinot testēšanas procesa ilgumu no gandrīz diviem gadiem uz 16 dienām, norādīts Stenfordas ziņojumā. Pētnieki stāsta, ka šāda tehnika izmantota, lai izvērtētu 244 iespējamos ātrās uzlādes procesus tikai nedaudz ilgākā laikā kā divās nedēļās.
Pētījumi ilguši vismaz trīs gadus. 2017.gadā Toyota pētniecības institūts veltīja 35 miljonus dolāru mākslīgā intelekta izpētei, kas sākumā fokusējās uz jauniem materiāliem.
Pagājušajā gadā pētniecības partneri apgalvoja, ka mākslīgais intelekts var prognozēt litija jonu baterijas lietderīgās darbības ilgumu līdz 9% precizitātei, salīdzinot ar faktisko darbības ilgumu.
“Standarta process jaunu baterijas dizainu testēšanai ir tās uzlādēt un izlādēt līdz tās kļūst nelietojamas,” tajā laikā preses ziņā atklāja vadošais autors Pīters Atia (Peter Attia) (šobrīd strādā Tesla, bet tajā brīdī doktora grāda kandidāts materiālu zinātnē un inženierijā, Stenfordā.)
“Tā kā baterijām ir ilgs ekspluatācijas ilgums, tad šis process var aizņemt vairākus mēnešus vai pat gadus. Šis ir dārgs un izpētes ātrumu ierobežojošs faktors.”
Neatkarīgi no iepriekš minētajiem pētījumiem, Kanādas uzņēmums GBatteries izmanto mākslīgo intelektu, lai samazinātu litija jonu bateriju uzlādes laiku līdz piecām minūtēm. Kompānijai ir izdevies uzlādēt elektroskūtera bateriju mazāk kā 10 minūšu laikā.
Pamata problēma ar ļoti ātru uzlādi ir tā, ka uzlādes procesā baterija uzkarst un tādejādi tiek pastiprināti nolietota, kā GTM portālam stāsta GBatteries līdzdibinātājs un galvenais komercdirektors Tim Sherstyuk.
Uzlādes ātrums, kādu var sasniegt šī brīža ātrās uzlādes tehnoloģijas un kas tā pat ir lēns, salīdzinot ar degvielas uzpildes standartiem, ir bateriju jomas problēmjautājums.
Vai nākotnē izmantojami augstas intensitātes uzlādes “impulsi”?
Lielākā daļa uzlādes tehnoloģiju inovāciju fokusējas uz ķīmisko materiālu izpēti, kas ne tik ātri noārdās, stāsta Sherstyuk, savukārt GBatteries izmanto mākslīgo intelektu, lai monitorētu bateriju tās uzlādes laikā.
Tiklīdz baterijas pretestība sasniedz kritisku līmeni GBatteries algoritms apstādina uzlādi uz tik ilgu laiku, lai novērstu neatgriezeniskus bojājumus baterijā. Tas ļauj uzlādei norisināties ar virkni augstas intensitātes impulsiem, sasniedzot uzlādes ātrumu, kas ātrāks par tradicionālo uzlādi.
GBatteries tehnoloģija veiksmīgi darbojas mazu izmēru baterijām un ir demonstrēta elektroinstrumentu baterijās, uzlādes laiku no 30-60 minūtēm samazinot līdz 11 minūtēm. Šo inovāciju pārnestu uz lielākiem mērogiem, piemēram, elektroauto baterijām, prasīs kādu laiku, stāsta Sherstyuk.
Pat ja mākslīgais intelekts spēs nodrošināt elektroauto uzlādes laikus, kas līdzinātos degvielas uzpildes laikiem, tā pat paies kāds laiks līdz auto industrija spēs ieviest tehnoloģiju. Šādu izmaiņu laika grafiks stiepjas gados ne mēnešos.
Neskatoties uz to industrijā ir pietiekama interese atrisināt šo problēmu.
“Uzlādes laiks parasti ir ceturtais nozīmīgākais cilvēku uztraukumu iemesls, kad tiek domāts vai pāriet uz elektroauto vai nē. To apsteidz vien bažas par iegādes izmaksām, vienas uzlādes nobraucamo distanci un uzlādes vietu esamību,” stāsta Ārons Fišbons (Aaron Fishbone), komunikācijas direktors GreenWay, kas apkalpo ātrās uzlādes staciju tīklu Austrumeiropā.
“Lai gan tā nav pamatproblēma, tā tomēr ir pietiekami nozīmīga daudziem cilvēkiem.”
GBatteries impulsu uzlādei nepieciešams veikt vēl daudz testu, pirms to varēs uzskatīt par piemērotu 50 un vairāk kilovatu jaudas apjomam, kas nepieciešams elektroauto, norāda Fišbons. Tajā pašā laikā lieljaudas uzlādes stacijas jau samazina bateriju uzlādei paredzamo laiku.
“Lai gan šobrīd nav tik daudz auto, kam šāda uzlāde būtu piemērota, 150 kilovatu uzlādes stacija var uzlādēt elektroauto 100 km (62 jūdžu) distances braucienam mazāk kā septiņās minūtēs,” stāsta Fishbone.
Neskatoties uz to, jebkura tehnoloģija, kas var paātrināt uzlādes laiku, nesamazinot baterijas dzīves ilgumu, ir vēlama attīstība, kas var radīt citas inovācijas, virzot uz priekšu visu industriju.
