يمكن لطريقة الشحن فائقة السرعة للسيارات الكهربائية أن ترى البطاريات مشحونة بالكامل في غضون 10 دقائق فقط أو أقل دون التسبب في ضرر.
ويعد شحن بطاريات الليثيوم أيون التي تغذي السيارات الكهربائية عملية موازنة دقيقة.
ويرغب السائقون في تشغيل الطاقة في أسرع وقت ممكن للعودة إلى الطريق السريع، ولكن مع التكنولوجيا الحالية ، يمكن أن يؤدي تسريع العملية إلى إتلاف البطارية.
وعندما يتم شحن بطارية ليثيوم أيون ، تهاجر أيونات الليثيوم من جانب واحد من الجهاز ، الكاثود ، إلى الجانب الآخر ، الأنود.
ومن خلال جعل أيونات الليثيوم تهاجر بشكل أسرع ، يتم شحن البطارية بسرعة أكبر، ولكن في بعض الأحيان لا تتحرك أيونات الليثيوم بالكامل في القطب الموجب.
وفي هذه الحالة، يمكن أن يتراكم معدن الليثيوم ، وقد يؤدي ذلك إلى حدوث عطل مبكر للبطارية أو يتسبب في تآكل الكاثود وتشققه.
كما ستعمل كل هذه المشكلات على تقليل عمر البطارية والمدى الفعال للسيارة، عواقب باهظة الثمن ومحبطة للسائقين.
وقال إريك دوفيك، الباحث في مختبر أيداهو الوطني لإدارة تخزين الطاقة والمركبات الكهربائية: "الشحن السريع هو المفتاح لزيادة ثقة المستهلك والاعتماد الشامل للسيارات الكهربائية". "سيسمح لشحن السيارة أن يكون مشابهًا جدًا للتعبئة في محطة وقود."
واستخدم الباحثون تقنيات التعلم الآلي التي تتضمن بيانات الشحن لإنشاء بروتوكولات شحن فريدة لأنواع مختلفة من تصميمات البطاريات المستخدمة حاليًا في المركبات.
ومن خلال إدخال معلومات حول حالة العديد من بطاريات الليثيوم أيون أثناء دورات الشحن والتفريغ ، قام العلماء بتدريب تحليل التعلم الآلي للتنبؤ بأعمارها والطرق التي ستفشل بها التصميمات المختلفة في النهاية.
وقاموا بإدخال هذه البيانات مرة أخرى في التحليل لتحديد وتحسين البروتوكولات الجديدة التي قاموا بعد ذلك باختبارها على بطاريات حقيقية.
وقال دوفيك: "لقد زدنا بشكل كبير كمية الطاقة التي يمكن أن تدخل في خلية البطارية في فترة زمنية قصيرة".
"حاليًا ، نشهد شحن البطاريات إلى أكثر من 90 في المائة في 10 دقائق بدون طلاء الليثيوم أو تكسير الكاثود."
ويعد الانتقال من بطارية شبه ميتة إلى بطارية بنسبة 90 في المائة من الطاقة في 10 دقائق فقط بعيدًا كل البعد عن الطرق الحالية ، والتي ، في أحسن الأحوال ، يمكن أن تجعل السيارة الكهربائية تشحن بالكامل في حوالي نصف ساعة.
بينما يبحث العديد من الباحثين عن طرق لتحقيق هذا النوع من الشحن فائق السرعة ، يقول دوفيك أن إحدى ميزات نموذج التعلم الآلي الخاص بهم هو أنه يربط البروتوكولات بفيزياء ما يحدث بالفعل في البطارية.
يخطط الباحثون لاستخدام نموذجهم لتطوير طرق أفضل وللمساعدة في تصميم بطاريات ليثيوم أيون جديدة مُحسَّنة للخضوع لشحن سريع.
ويأتي الهدف النهائي هو أن تكون السيارات الكهربائية قادرة على "إخبار" محطات الشحن بكيفية تشغيل بطارياتها المحددة بسرعة وأمان.
