智能充电算法让电动车电池寿命延长近四分之一
快速充电(简称“快充”)技术是推动电动汽车广泛应用的关键环节,但同时也被认为会加速电池老化。如今,瑞典查尔姆斯理工大学与新西兰惠灵顿维多利亚大学的研究人员联合研发了一套基于人工智能的充电优化方案,该方案能够依据电池实际健康状态动态调节充电流程,在保持原有充电时长的前提下,使电动汽车动力电池的使用年限提升将近四分之一。相关研究结论已发布于近期《IEEE交通电气化汇刊》。
电动汽车动力电池的服役周期普遍在8至15年之间,具体时长与使用频率及充电方式密切相关。市面现有的快速充电设备大多采用恒定的电流电压设置,无论电池处于全新还是老化状态,充电模式基本雷同。随时间推移,电池内部电化学特性持续演变,对大电流的耐受水平逐渐降低。沿用单一充电方案将导致不必要的损耗。
其中最具挑战性的隐患是“锂析出”问题。进行快速充电时,强电流会使锂离子高速涌入电池内部,部分锂离子无法正常嵌入电极材料结构,直接在电极表层固化形成金属锂。反复出现该情况后,不仅会引致容量下降、续航减少,还可能生成枝晶穿透隔膜,诱发短路危险。
为攻克该难题,研究团队运用强化学习算法对AI模型进行训练。构建了市场上主流电动车电池的数字化仿真模型,并模拟影响充电速率与电池耐久性的核心参数,让AI在模拟环境中持续探索各类充电方案。系统逐步掌握了在充电效率与电池损耗间寻求最优平衡的技巧。
完成训练后,AI能够依据电池当前剩余电量、使用时长以及综合健康指标,动态判断最佳充电电流强度。实验验证表明,新策略将电池整体使用寿命提升约23%,而充电过程仅延长数秒,几乎可忽略不计。
该技术的显著优点在于普及成本较低。理论上仅需通过车载电池管理系统的软件升级即可实现部署,无需额外配置硬件设施。