Khi người dùng dự định mua xe điện, khả năng sạc nhanh và tuổi thọ pin là các yếu tố quan trọng, rất cân nhắc của họ. Pin xe điện hiện có tuổi thọ khoảng 8-15 năm, tùy thuộc cách sạc và sử dụng. Sạc nhanh cần thiết cho các hành trình dài với xe điện nhưng sạc nhanh lại gây áp lực lên pin và làm giảm tuổi thọ của chúng.
Các nghiên cứu gần đây cho thấy, sự hao mòn pin trong 100.000 km đầu tiên thường thấp hơn so với dự kiến trước đây, nhưng tuổi thọ của pin xe điện chắc chắn sẽ giảm dần khi xe điện cũ đi và quãng đường di chuyển nhiều. Điều này dẫn đến giảm dần dung lượng pin có thể sử dụng so với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.
Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học công nghệ Chalmers, Thụy Điển, phát triển một phương pháp giúp điều chỉnh tốc độ sạc nhanh dựa trên tình trạng pin, nhờ sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo (AI). Nghiên cứu của họ cho thấy, tuổi thọ pin có thể tăng thêm gần 23% mà không cần tăng thời gian sạc. Tất cả những gì cần làm là cập nhật phần mềm của xe.
Sạc nhanh thường xuyên là một trong những nguyên nhân gây áp lực lên pin, đẩy nhanh quá trình xuống cấp pin theo thời gian. Các tiêu chuẩn sạc hiện có sử dụng cùng mức dòng điện và điện áp, bất kể pin mới hay sử dụng nhiều năm. Khi sạc nhanh, một dòng điện lớn sẽ đưa vào các cell pin, làm tăng nguy cơ xảy ra các phản ứng hóa học, cùng các vấn đề khác.
Một trong những vấn đề nghiêm trọng là hiện tượng lắng đọng lithium, trong đó lithium kim loại lắng đọng trên điện cực, thay vì lưu trữ đúng cách trong cấu trúc pin. Điều này có thể làm giảm dung lượng, ảnh hưởng đến an toàn, vì sự không đồng đều trong cấu trúc của lithium, trong trường hợp xấu nhất, có thể gây ra đoản mạch.
Trong nghiên cứu mới, nhóm nghiên cứu giới thiệu phương pháp sạc dựa trên AI, giúp điều chỉnh dòng điện trong mỗi lần sạc nhanh phù hợp với thành phần hóa học và tình trạng của pin. Phương pháp sạc này, giúp kéo dài tuổi thọ pin gần 23% so với phương pháp tiêu chuẩn hiện nay. Đồng thời, thời gian sạc không bị ảnh hưởng, chỉ chênh lệch vài giây.
Phương pháp sạc mới dựa trên AI, được xây dựng dựa trên học tăng cường, trong đó các hành động đúng sẽ được khen thưởng và củng cố. Môi trường huấn luyện là mô hình của một trong các loại pin xe điện phổ biến nhất trên thị trường và mô phỏng các thông số có ảnh hưởng đến cả thời gian sạc và tuổi thọ pin.
Mô hình AI được huấn luyện để điều chỉnh quá trình sạc dựa trên mức độ sạc hoặc xả của pin tại thời điểm sạc, đồng thời tính đến tình trạng tổng thể của pin. Điều này rất quan trọng đối với cả dung lượng và điện hóa của pin. Kết quả là một phương pháp sạc vừa giúp giảm thời gian sạc, vừa giảm thiểu các phản ứng có hại.
Theo các nhà nghiên cứu, phương pháp sạc mới này vừa dễ thực hiện, vừa tiết kiệm chi phí. Về nguyên tắc, nó có thể triển khai thông qua các bản cập nhật phần mềm trong hệ thống quản lý pin của xe. Tuy nhiên, cần có một số điều chỉnh để phương pháp này có thể sử dụng rộng rãi. Bước tiếp theo là thử nghiệm phương pháp này trực tiếp trên pin thực tế. Các nhà nghiên cứu hy vọng, phương pháp sạc dựa trên AI sẽ đóng góp đáng kể vào sự phát triển của xe điện.
