Разделы

Цифровизация Техника Искусственный интеллект

Литиевым аккумуляторам рано на свалку. Найден способ решить сразу две их фундаментальных проблемы, увеличить емкость и срок службы

Искусственный интеллект оказался очень полезным в вопросе продления срока службы аккумуляторов и увеличения их емкости. Быстрый выход из строя и неспособность хранить большой заряд – это две их трех основных проблем современных литиевых АКБ. Третий недуг – повышенную взрывоопасность, ИИ пока не устранил.

Настоящая польза от искусственного интеллекта

Современные аккумуляторы смогут работать дольше и удерживать в себе больше энергии благодаря алгоритмам искусственного интеллекта. Как пишет портал NewAtlas, нейронный модуль в составе платы управления элементом питания (Battery management System, BMS) позволит увеличить его емкость на 10% от нынешней, а срок службы – и вовсе на четверть, то есть на 25%.

Такого результата добились специалисты компаний Eatron Technologies и Syntiant, плодом совместного труда которых стала BMS с контроллером на базе искусственного интеллекта. Помимо стандартных функций платы BMS, разработка компаний отслеживает два ключевых параметра АКБ – состояние работоспособности (SoH – State of Health) и состояние заряда (SoC – State of Charge) – со значительно более высокой точностью на фоне классических плат BMS.

NewAtlas приводит наглядное сравнение работы литиевых батарей с обычной и «умной» платой BMS. С обычной такие АКБ выдерживают 500-1000 циклов перезарядки, после чего начинают стремительно деградировать.

Заряжать смартфон и тем более менять в нем батарею благодаря ИИ придется значительно реже

Продвинутая плата BMS с искусственным интеллектом потенциально в состоянии увеличить это значение до 625-1250 циклов. Аккумуляторы LiFePO4, которые все чаще можно встретить в электромобилях и автодомах, могут выдерживать более 5000 циклов зарядки со стандартным BMS. ИИ-плата потенциально может нарастить эти показатели до более чем 6250 циклов.

Как все устроено

Фактически, прорыва удалось добиться силами компании Syntiant. Ее сотрудники разработали особый нейропроцессор NDP120 (Neural Decision Processor), который контролирует работу аккумулятора в реальном времени и в реальном же времени использует метод предиктивной диагностики, чтобы выявлять потенциальные проблемы в работе АКБ сильно заранее, и к тому же лишь по косвенным признакам. Eatron Technologies создала непосредственно плату BMS.

На основе получаемых данных NDP120 при помощи алгоритмов искусственного интеллекта принимает решения для предотвращения сбоев в работе аккумулятора и повышения его безопасности. Попутно он оптимизирует и его производительность.

Раз, два – и в продакшен

Ключевая особенность NDP120 в том, что он с самого начала создавался с прицелом на быструю и легкую интеграцию в BMS-платы. Иными словами, едва ли потребуется вносить грандиозные коррективы в нынешнюю схемотехнику таких систем, чтобы внедрить в ее дополнительную крошечную микросхему.

Другое преимущество чипа – у него нет привязки к облачным системам, то есть плата сможет по-умному анализировать состояние аккумулятора и корректировать его работу в полностью автономном режиме.

По оценке экспертов New Atlas, NDP120 вполне может найти очень широкое применение в аккумуляторах для электромобилей, а также в летательных аппаратах, работающих от электричества, а не на ископаемом топливе.

Тренд на комплексность, альтернативные решения и контракты на 5-7 лет – реалии рынка?
Цифровизация

Рассказав об относительно простой процедуре интеграции NDP120 в плату BMS, представители компании – разработчика чипа ничего не стали говорить о сроках начала его серийного производства. Премьера NDP120 состоялась в Штутгарте (Германия) в рамках специализированной выставки The Battery Show Europe 2024, проходившей с 18 по 20 июня 2024 г.

А пока компании Eatron Technologies и Syntiant создавали BMS-плату с нейрочипом, повышающим срок службы литиевых АКБ, а также их емкость, группа американских и китайских исследователей поборола третий недостаток таких элементов питания – высокую взрывоопасность. В феврале 2024 г. CNews писал, что ученые нашли замену горючему электролиту – свой инновационный материал они изготовили из средств, продающихся в обычном хозяйственном магазине.

Геннадий Ефремов