Изо всех приёмников только и твердят: «Искусственный Интеллект (ИИ) изменит наше будущее». Когда-нибудь, в будущем, потом...
Но ведь уже есть машинное обучение. Пусть примитивное и простое, но оно может помочь!
Пусть годится оно лишь чтобы обработать сотворённые человеком данные. Зато автоматизированные, не требующие сна и еды алгоритмы.
И вот вам факт. Попытки заставить кремниевый разум заняться аккумуляторами уже предпринимаются. И свежий успешный пример как раз датирован 2020-м годом.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.com [s41586-020-1994-5] под названием «Оптимизация протоколов быстрой зарядки аккумуляторов с обратной связью с помощью машинного обучения».
Почему улучшенный аккумулятор подвластен только кремниевому разуму?
Учёные считают, что исследования в области делегирования этой задачи машинам помогут сдвинуть дело с мёртвой точки. Есть несколько причин, почему человечество пока не оправдало ожиданий при улучшении элементов питания.
- 1. Это самый болезненный в области технологического прогресса вопрос;
- 2. перезаряжаемые батареи уже 30 лет никто не может улучшить;
- 3. мобильные устройства всё более востребованы, чем стационарные;
- 4. электромобили на аккумуляторах совершенствуются и вскоре создадут серьёзную конкуренцию двигателю внутреннего сгорания.
Сегодня мы посмотрим, каких результатов удалось добиться машинам в области совершенствования аккумуляторов. Также приведём в цифрах сколько циклов заряд-разряд можно выжать в идеальных условиях.
Что такого нового сделали учёные для улучшения качества и надёжности аккумуляторов?
Им удалось задать жар аккумуляторам в 224 тестах и проверить за 16 дней прогнозы по всем результатам. На это другие их коллеги могли бы потратить годы без помощи кремниевого разума (в исследовании говорится о минимум 500 днях без алгоритма раннего прогнозирования). Они нашли способы, с которыми можно остановить или замедлить старение перезаряжаемых батарей, что сегодня используются в смартфонах, гаджетах и электромобилях.
Аккумуляторы сокращают срок службы с каждым циклом заряд-разряд, и тем сильнее, чем выше температура и скорее протекает зарядка и разрядка.
За основу исследования взят коммерческий литий-железо-фосфатный (LFP) графитовый цилиндрический элемент ёмкостью 1,1 Ач (от A123 Systems). Этот тип химии выбран как наиболее стабильный вариант, который подходит лучше для исследования, чем литий-ионный. Однако с его помощью авторы определили способы зарядки, который максимально продлит срок службы любого аккумулятора на основе лития.
Что не так с современными методами зарядки?
Мы подробно уже рассказывали про быструю зарядку и её проблемы. Если вкратце, то её использование приводит к преждевременному износу аккумулятора. Особенно при негативных внешних факторах.
Если просто взять и подать один большой постоянный ток, то деградация будет самой скоропостижной. Другие изученные варианты быстрой зарядки с поэтапным изменением тока уменьшают износ и продлевают жизнь батарее.
Однако единственный эффективный способ до сих пор не был найден ни одним производителем. Так, например, в исследовании команда учёных при помощи искусственного интеллекта изучила 224 различных протокола зарядки.
Например, зарядное устройство для вашего смартфона вероятнее всего использует один и тот же постоянный ток до 70–80% степени заряда (есть запатентованные исключения). Затем следует пошаговое снижение напряжения до момента полной зарядки, что предотвращает перезаряд.
Удалось ли улучшить аккумуляторы с искусственным интеллектом?
Удалось! В последнем отчёте учёные приводят следующий протокол быстрой зарядки, которые более других продлил срок службы аккумулятора.
Если производители внедрят в зарядные устройства то, что рекомендует искусственный интеллект, то срок службы аккумулятора составит около 1200 циклов. Современные варианты обеспечивают лишь 600-800 циклов.
Интересно, что искусственный интеллект называет существующие протоколы худшими из всех возможных вариантов (напомним, их исследовалось 224).
Срок службы определяется как номер цикла, при котором аккумулятор сохраняет только 80% своей первоначальной ёмкости. Исследование дополнительно показало производителям, в каких материалах аккумуляторов нуждается сейчас отрасль.
***
Для тех, кто заинтересован в применении этой методологии в своих проектах, авторы разместили код, данные и алгоритмы обработки данных в интернете по адресам:
- - github.com/chueh-ermon/battery-fast-charging-optimization
- - github.com/chueh-ermon/BMS-autoanalysis
- - github.com/chueh-ermon/automate-Arbin-schedule-file-creation
Несколько авторов подали патент на основе этой работы. Заявка на патент США №16/161,790 (16 октября 2018-го года).
ПишИте как есть! Зачем вы лечите здоровых? Вам не выгодно, что бы аккумулятор работал долго, вас интересуют только продажи, а это противоречит долгой работе батареи. От сюда и и агрессивный маркетинг с быстрой зарядкой. Сегодня ни один производитель и трэйдер не будет предлагать вам качественные и долго работающие устройства. Пользователям - посмотрите фильм Эффект лампочки. И ваши надежды обнявшись и заплакав пойдут по известному адресу.
Здравствуйте. Мы не призываем Вас что-то покупать. Да, мы тоже производим и разрабатываем аккумуляторы, но для того, чтобы предложить нашим соотечественникам (и себе лично) лучший аккумулятор, чем в Китае, проверив его на анализаторе и рассказав, как продлить срок службы (например, не использовать быструю зарядку). Просто хотим помочь с помощью наших статей узнать больше о том, как работает электроника и как ее можно улучшить.Что касается Ваших высказываний про искусственный интеллект. В аккумуляторах он не противоречит долгой работе батареи. Наоборот, помогает найти новые химические составы и параметры, которые увеличивают емкость и безопасность аккумуляторов.Это значит, что аккумуляторы могут работать дольше и лучше, а также быть более экологичными и экономичными. Это выгодно не только пользователям, но и производителям и трейдерам.Про быструю зарядку тоже не совсем точно. Она не является агрессивным маркетингом. Это реальный технологический прогресс, который может сделать быт удобнее и проще. Вы не будете тратить много времени на то, чтобы зарядить свой аккумулятор и продолжить использовать свое устройство без перерывов.И то, что сегодня ни один производитель и трейдер не будет предлагать вам качественные и долго работающие устройства. Это не соответствует реальности. Существуют многие компании, которые заботятся о качестве своих продуктов и о потребностях своих клиентов. Они постоянно инвестируют в научные исследования и разработки, чтобы создавать новые и лучшие аккумуляторы. Они также предоставляют гарантию и сервис по обслуживанию своих аккумуляторов.