O carregamento rápido é um pilar importante para a popularização dos veículos elétricos, mas também é visto como um custo oculto que prejudica a vida útil da bateria. Agora, uma equipa de investigação da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia, e da Universidade Victoria de Wellington, na Nova Zelândia, desenvolveu uma estratégia de carregamento rápido baseada em Inteligência Artificial (IA) que ajusta o processo de carregamento em tempo real com base no estado de saúde da bateria, prolongando a vida útil da bateria de veículos elétricos em quase 23% sem aumentar o tempo de carregamento. Os resultados da investigação foram publicados na última edição da revista IEEE Transactions on Transportation Electrification.
A vida útil de uma bateria de veículo elétrico é geralmente de 8 a 15 anos, dependendo da intensidade de uso e dos hábitos de carregamento. Os sistemas de carregamento rápido convencionais utilizam normalmente parâmetros fixos de corrente e tensão, e a forma de carregamento é quase a mesma, independentemente de a bateria ser nova ou já ter vários anos de uso. Na realidade, à medida que a bateria envelhece, o seu ambiente eletroquímico interno muda continuamente e a sua capacidade de suportar correntes elevadas também diminui. Se se continuar a aplicar uma estratégia de carregamento uniforme, é fácil causar um desgaste adicional.
Um dos problemas mais espinhosos é o fenómeno da "deposição de lítio". Durante o carregamento rápido, a alta corrente empurra rapidamente os iões de lítio para o interior da bateria, e alguns iões de lítio, não tendo tempo para se inserir na estrutura do material do elétrodo, depositam-se diretamente na superfície do elétrodo, formando lítio metálico. Quando este fenómeno ocorre repetidamente, não só causa perda de capacidade e redução da autonomia, como também pode formar dendrites que perfuram o separador, criando um risco de curto-circuito.
Para resolver este problema, a equipa utilizou um algoritmo de aprendizagem por reforço para treinar o modelo de IA. Criaram modelos digitais de baterias de veículos elétricos comuns no mercado e simularam os parâmetros-chave que afetam a velocidade de carregamento e a vida útil da bateria, permitindo que a IA experimentasse continuamente diferentes estratégias de carregamento num ambiente virtual. O sistema aprendeu gradualmente a encontrar o equilíbrio ideal entre velocidade e desgaste.
Após o treino, a IA é capaz de decidir a intensidade da corrente de carregamento em tempo real, com base no nível de carga atual da bateria, na sua idade e no seu estado geral de saúde. Os resultados dos testes mostraram que o novo método prolongou a vida útil da bateria em cerca de 23%, enquanto o tempo de carregamento variou apenas alguns segundos, o que é praticamente insignificante.
A vantagem desta tecnologia reside na sua baixa barreira de implementação. Em princípio, pode ser implementada apenas através de uma atualização de software do sistema de gestão da bateria do veículo, sem necessidade de novo hardware.