Pesquisadores desenvolveram um algoritmo de aprendizado de máquina que pode ajudar a reduzir os tempos de carregamento e prolongar a vida útil da bateria em veículos elétricos, prevendo como diferentes padrões de direção afetam o desempenho da bateria, melhorando a segurança e a confiabilidade.
Os pesquisadores, da Universidade de Cambridge, dizem que seu algoritmo pode ajudar motoristas, fabricantes e empresas a tirar o máximo proveito das baterias que alimentam veículos elétricos, sugerindo rotas e padrões de direção que minimizam a degradação da bateria e os tempos de carregamento.

A equipe desenvolveu uma maneira não invasiva de sondar baterias e obter uma visão holística da saúde da bateria. Esses resultados foram então inseridos em um algoritmo de aprendizado de máquina que pode prever como diferentes padrões de direção afetarão a saúde futura da bateria.

Se desenvolvido comercialmente, o algoritmo pode ser usado para recomendar rotas que levem os motoristas de um ponto a outro no menor tempo sem degradar a bateria, por exemplo, ou recomendar a maneira mais rápida de carregar a bateria sem causar degradação. Os resultados são relatados na revista Nature Communications .

A saúde de uma bateria, seja em um smartphone ou em um carro, é muito mais complexa do que um único número em uma tela. “A saúde da bateria, como a saúde humana, é uma coisa multidimensional e pode se degradar de muitas maneiras diferentes”, disse a primeira autora Penelope Jones, do Laboratório Cavendish de Cambridge. "A maioria dos métodos de monitoramento da saúde da bateria pressupõe que uma bateria é sempre usada da mesma maneira. Mas não é assim que usamos baterias na vida real. Se estou transmitindo um programa de TV no meu telefone, a bateria vai acabar muito mais rápido do que se eu estiver usando para enviar mensagens. É o mesmo com carros elétricos - como você dirige afetará a degradação da bateria."

"A maioria de nós substituirá nossos telefones bem antes que a bateria se degrade a ponto de ficar inutilizável, mas para carros, as baterias precisam durar cinco, dez anos ou mais", disse o Dr. Alpha Lee, que liderou a pesquisa. “A capacidade da bateria pode mudar drasticamente ao longo desse tempo, então queríamos encontrar uma maneira melhor de verificar a integridade da bateria”.

Os pesquisadores desenvolveram uma sonda não invasiva que envia pulsos elétricos de alta dimensão para uma bateria e mede a resposta, fornecendo uma série de 'biomarcadores' da saúde da bateria. Este método é gentil com a bateria e não faz com que ela se degrade ainda mais.

Os sinais elétricos da bateria foram convertidos em uma descrição do estado da bateria, que foi alimentada em um algoritmo de aprendizado de máquina. O algoritmo foi capaz de prever como a bateria responderia no próximo ciclo de carga e descarga, dependendo da rapidez com que a bateria era carregada e da velocidade com que o carro estaria na próxima vez que estivesse na estrada. Testes com 88 baterias comerciais mostraram que o algoritmo não exigia nenhuma informação sobre o uso anterior da bateria para fazer uma previsão precisa.

O experimento se concentrou em células de óxido de cobalto de lítio (LCO), que são amplamente usadas em baterias recarregáveis, mas o método é generalizável entre os diferentes tipos de química de baterias usadas em veículos elétricos hoje.

"Esse método pode liberar valor em muitas partes da cadeia de suprimentos, seja você um fabricante, um usuário final ou um reciclador, porque nos permite capturar a saúde da bateria além de um único número e porque é preditivo ", disse Lê. “Isso pode reduzir o tempo necessário para desenvolver novos tipos de baterias, porque poderemos prever como elas se degradarão sob diferentes condições operacionais”.

Os pesquisadores dizem que, além de fabricantes e motoristas, seu método pode ser útil para empresas que operam grandes frotas de veículos elétricos, como empresas de logística. “A estrutura que desenvolvemos pode ajudar as empresas a otimizar a forma como usam seus veículos para melhorar a vida útil geral da bateria da frota”, disse Lee. "Há muito potencial com uma estrutura como esta."

"Tem sido uma estrutura tão empolgante para construir porque pode resolver muitos dos desafios no campo de baterias hoje", disse Jones. “É um ótimo momento para se envolver no campo da pesquisa de baterias, que é tão importante para ajudar a lidar com as mudanças climáticas, deixando de lado os combustíveis fósseis”.

Os pesquisadores agora estão trabalhando com fabricantes de baterias para acelerar o desenvolvimento de baterias de próxima geração mais seguras e duradouras. Eles também estão explorando como sua estrutura pode ser usada para desenvolver protocolos ideais de carregamento rápido para reduzir os tempos de carregamento de veículos elétricos sem causar degradação. + Explorar mais

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