Forskere ved Chalmers tekniske høyskole i Gøteborg har utviklet en AI-metode som tilpasser hurtiglading til batteriets tilstand. Studien viser at batterienes levetid kan økes med nesten 23 prosent uten å forlenge ladetiden.
Selv om moderne elbilbatterier holder mye bedre enn mange trodde da elbilbølgen startet, er hurtiglading fortsatt en av de største belastningene for battericellene. Dagens hurtiglademetoder bruker samme strøm og spenning uansett om batteriet er helt nytt eller har vært i bruk i flere år, noe som kan føre til økt slitasje.
Den nye AI-baserte metoden analyserer batteriets helsetilstand og tilpasser strømmen ved hver hurtiglading. Resultatene fra testene viser at levetiden kan forlenges med rundt 23 prosent sammenlignet med dagens standardmetoder, uten at ladetiden påvirkes.
Forsterkningslæring og sanntidsanalyse
Metoden er basert på forsterkningslæring, en form for maskinlæring der algoritmen lærer ved å samhandle med omgivelsene og gradvis forbedre beslutningene sine. Ved å analysere batteriets kjemi og helsetilstand i sanntid kan systemet justere ladestrategien for å redusere slitasje.
– For taxier eller tunge kjøretøy i industrien betyr tilgang til hurtiglading mye, men dette gjelder også for personbiler. Selv om private bilister vanligvis lader elbilene sine hjemme, er tilgjengeligheten av hurtiglading utenfor hjemmet en avgjørende faktor, da den letter pendling og kjøring over lengre avstander, sier Changfu Zou, professor ved institutt for elektroteknikk ved Chalmers.
Unngår litiumavleiring
Ett av hovedproblemene med hurtiglading er såkalt litiumplating, der metallisk litium avleires på elektroden i stedet for å lagres riktig i batteriets struktur. Dette reduserer kapasiteten og kan i verste fall påvirke sikkerheten.
– Risikoen for litiumplating øker med batteriets alder, men standardlademetodene bruker samme strøm og spenning uansett om batteriet er nytt eller har vært brukt i årevis, forklarer Meng Yuan, som er medforfatter av studien.
Betydning for norske elbilister
I Norge, der elbiler utgjør flertallet av nybilsalget, kan teknologien få praktisk betydning. Mange nordmenn kjører lange avstander i et land med store geografiske avstander, og bekymringen for batteriets holdbarhet har vært en barriere for noen potensielle elbilkjøpere.
Et elbilbatteri har i dag en levetid på omtrent 8–15 år, avhengig av bruk og lading. Volvo Cars' elbiler kommer for eksempel med en batterigaranti på åtte år eller 160 000 kilometer. En levetidsforlengelse på 23 prosent kan få stor betydning både for bruktbilmarkedet og for de totale driftskostnadene over tid.
Ifølge forskerne er det i prinsippet mulig å implementere metoden gjennom programvareoppdateringer, uten store endringer i maskinvaren. Dette gjør at både nye og eksisterende elbiler i teorien kan dra nytte av teknologien.
Fortsatt under utvikling
Studien "Lifelong Reinforcement Learning for Health-Aware Fast Charging of Lithium-Ion Batteries" ble publisert i IEEE Transactions on Transportation Electrification, og er skrevet av Changfu Zou fra Chalmers og Meng Yuan fra Victoria University of Wellington på New Zealand.
Om og når teknologien vil bli tatt i bruk av bilprodusentene, er foreløpig uklart. Men forskerne har vist at det er mulig å redusere langsiktig nedbrytning av batteriet betydelig uten å øke ladetiden under testforhold.
