Älypikalataus pidentää sähköauton akun käyttöikää nyt

Pikalataus on yksi sähköautojen suurista lupauksista, mutta siihen on aina liittynyt hiljainen kompromissi. Mitä useammin kuljettajat turvautuvat nopeaan tasavirtalataukseen, sitä enemmän rasitusta he aiheuttavat akkupaketille. Tämä vaurio ei näy yhdessä yössä, mutta vuosien mittaan se voi nakertaa ajomatkaa ja akun pitkäaikaista kuntoa. Nyt Ruotsissa Chalmersin teknillisessä korkeakoulussa työskentelevät tutkijat kertovat saattaneensa löytää älykkäämmän tien.

Uudessa tutkimuksessa, joka julkaistiin IEEE Transactions - Liikenteen sähköistäminen, ryhmä kuvaa tekoälypohjaista sähköauton latausjärjestelmää, joka voi vähentää akun kulumista ilman, että kuljettajien tarvitsee odottaa pidempään latauspisteellä. Tulosten mukaan menetelmä pidentää akun käyttöikää lähes 23 prosenttia verrattuna perinteiseen pikalataukseen. Yllätys on, kuinka vähän se muutti itse lataustilannetta. Testit osoittivat keskimääräiseksi latausajaksi 24,12 minuuttia, kun standardilatauksessa se oli 24,15 minuuttia. Käytännössä ero on merkityksetön.

Kaikki akut eivät vanhene samalla tavalla

Tässä on suurin ongelma useimmissa nykyisissä pikalatausjärjestelmissä. Ne yleensä kohtelevat jokaista akkupakettia kuin se olisi identtinen. Uusi akku ja jo vuosia ajossa ollut akku ladataan usein samalla virta- ja jännitestrategialla. Paperilla se vaikuttaa tehokkaalta. Todellisuudessa se sivuuttaa sen, miten akut muuttuvat vanhetessaan.

Vanhemmat litiumioniakut ovat alttiimpia ilmiölle, jossa metallinen litium alkaa kerrostua elektrodin pinnalle sen sijaan, että litiumionit imeytyisivät suunnitellusti. Se on hidas, lähes näkymätön vaurion muoto, mutta ajan myötä se vähentää kapasiteettia ja kiihdyttää rappeutumista. Toisin sanoen akku jatkaa toimintaansa, mutta ei enää yhtä hyvin kuin ennen.

Chalmersin lähestymistapa hyödyntää vahvistusoppimista tämän ongelman ratkaisemiseksi. Tämä koneoppimisen muoto parantaa päätöksentekoa toistuvan palautteen avulla, jolloin järjestelmä voi sopeutua muuttuviin olosuhteisiin. Tässä tekoäly säätää latausvirtaa reaaliajassa tarkkailemalla kahta muuttujaa: akun varaustilaa ja akun kuntoa. Uudempi paketti kestää aggressiivisemman latausprofiilin, kun taas vanhemmalle annetaan hellävaraisempi käyrä, joka rajoittaa rasitusta.

Ajatus on yksinkertainen, mutta sillä on suuria seurauksia. Sen sijaan, että kaikki sähköautojen akut pakotettaisiin samanlaiseen rutiiniin, järjestelmä vastaa jokaista pakettia ikään, kuntoon ja nykytilaan perustuen aivan kuten kokeneempi mekaanikko tekisi.

Ohjelmistopäivitys, ei laiteremontti

Yksi seikka erottuu edukseen. Tämä ei ole konsepti, joka vaatisi eksoottista uutta akkotekniikkaa tai kalliita uudelleensuunnitteluita. Tutkijat kertovat, että teknologia voitaisiin ottaa käyttöön olemassa oleviin akkujen hallintajärjestelmiin ohjelmistopäivitysten kautta. Se tekee ratkaisusta huomattavasti realistisemman autonvalmistajille ja latausekosysteemin toimijoille, jotka etsivät käytännöllisiä keinoja pidentää sähköautojen käyttöikää.

Siinä on kuitenkin yksi varjopuoli. Järjestelmä täytyy silti kalibroida eri akkukemioille, mikä tarkoittaa, ettei se ole yhdellä kertaa universaali ratkaisu kaikille. Siitä huolimatta idea on houkutteleva, koska se toimii jo käytössä olevan laitteiston kanssa suuressa osassa sähköautomarkkinoita.

Akun rappeutuminen on edelleen yksi pysyvimmistä huolenaiheista sähköauton omistamisessa, erityisesti kuljettajille, jotka luottavat paljon julkiseen pikalataukseen. Toimintamatkahuoli saattaa hallita otsikoita, mutta akun pitkäaikainen kunto on usein tärkeämpi kysymys, kun omistamisen uutuus on kadonnut. Jos Chalmersin tekoälypohjainen latausmenetelmä päätyy tuotantoautoihin, raportoitua 23 prosentin parannusta voidaan moniulotteisesti tulkita monille kuljettajille ylimääräisenä vuotena tai kahden hyödyllistä akun käyttöikää.

Se ei olisi hyvää vain omistajille. Se voisi myös vahvistaa jälleenmyyntiarvoja, laskea kokonaisomistuskustannuksia ja tehdä sähköautoista houkuttelevampia ihmisille, jotka edelleen epäröivät siirtymistä. Ongelmalle, joka on pitkään leijunut sähköauto-keskustelun taustalla, tämä vaikuttaa olevan juuri se ratkaisu, jota ala on odottanut.