Slim opladen verlengt acculevensduur zonder wachttijd

Snelladen is een van de grote beloften van elektrische voertuigen, maar het gaat altijd gepaard met een stille wisselwerking. Hoe vaker bestuurders afhankelijk zijn van snelladen met gelijkstroom, hoe meer stress er op het accupakket komt te staan. Die schade verschijnt niet van de ene op de andere dag, maar na verloop van jaren kan het rijbereik en de langetermijngezondheid van de accu aantasten. Nu zeggen onderzoekers van Chalmers University of Technology in Zweden dat ze mogelijk een slimmer pad hebben gevonden.

In een nieuwe studie, gepubliceerd in IEEE Transactions on Transportation Electrification, beschrijft het team een AI-gebaseerd oplaadsysteem voor elektrische voertuigen dat accuschade kan verminderen zonder dat bestuurders langer bij het laadpunt hoeven te wachten. Volgens hun resultaten verlengde de methode de acculevensduur met bijna 23% vergeleken met conventioneel snelladen. Verrassend is hoe weinig het de laadsessie zelf veranderde. Tests lieten een gemiddelde laadtijd van 24,12 minuten zien, tegenover 24,15 minuten bij standaardladen. In de praktijk is dat verschil verwaarloosbaar.

Niet elke accu veroudert op dezelfde manier

Dat is het echte probleem van de meeste snellaadsystemen vandaag de dag. Ze behandelen elk accupakket alsof het identiek is. Een nieuwe accu en een accu die al jaren in gebruik is, worden vaak volgens dezelfde stroom- en spanningsstrategie opgeladen. Op papier klinkt dat efficiënt. In de praktijk negeert het hoe accu's veranderen naarmate ze ouder worden.

Oudere lithium-ion pakketten zijn gevoeliger voor een verschijnsel dat bekendstaat als lithiumplaatvorming. In plaats van dat lithiumionen zoals bedoeld worden opgenomen, begint metalen lithium zich op het elektrodeoppervlak af te zetten. Het is een langzaam, bijna onzichtbaar type schade, maar na verloop van tijd vermindert het de capaciteit en versnelt het de degradatie. Met andere woorden, de accu blijft werken, maar niet meer zo goed als voorheen.

De Chalmers-aanpak gebruikt reinforcement learning om dat probleem aan te pakken. Dit type machine learning verbetert beslissingen door herhaalde feedback, waardoor het systeem zich kan aanpassen als de omstandigheden veranderen. Hier past de AI de laadstroom in realtime aan door te kijken naar twee variabelen: de laadstatus van de accu en de staat van gezondheid. Een nieuwer pakket verdraagt een agressiever laadprofiel, terwijl een ouder pakket een zachtere curve krijgt om stress te beperken.

Het is een eenvoudig idee met grote gevolgen. In plaats van alle EV-accu's door dezelfde routine te dwingen, reageert het systeem op elk pakket meer zoals een ervaren monteur zou doen, op basis van leeftijd, conditie en actuele status.

Een softwareoplossing, geen hardwareherziening

Één detail valt op. Dit is geen concept dat afhangt van exotische nieuwe batterijhardware of dure herontwerpen. De onderzoekers zeggen dat de technologie kan worden uitgerold via software-updates voor bestaande batterijbeheersystemen. Dat maakt het veel realistischer voor autofabrikanten en spelers in het laadecosysteem die op zoek zijn naar praktische manieren om de levensduur van EV's te verbeteren.

Er is natuurlijk een kanttekening. Het systeem moet nog worden gekalibreerd voor verschillende batterijchemieën, wat betekent dat het niet direct een pasklare oplossing is voor alle gevallen. Toch is het idee aantrekkelijk omdat het werkt met de hardware die al in gebruik is in een groot deel van de elektrische voertuigenmarkt.

Accudegradatie blijft een van de meest hardnekkige zorgen bij EV-eigendom, vooral voor bestuurders die sterk afhankelijk zijn van openbaar snelladen. Actieradiusangst domineert wellicht de krantenkoppen, maar de langetermijngezondheid van de accu is vaak de belangrijkere vraag zodra de nieuwigheid van het bezit verdwijnt. Als de AI-laadmethode van Chalmers in productievoertuigen terechtkomt, kan die gerapporteerde verbetering van 23% voor veel bestuurders neerkomen op een extra jaar of twee bruikbare acculevensduur.

Dat zou niet alleen goed zijn voor eigenaren. Het kan ook de wederverkoopwaarde versterken, de totale kosten van eigendom verlagen en elektrische auto's aantrekkelijker maken voor mensen die nog twijfelen over de overstap. Voor een probleem dat op de achtergrond van het EV-debat heeft gespeeld, lijkt dit het soort oplossing waar de industrie op heeft gewacht.