Obecnie trwa niewiarygodna ilość pracy, aby zwiększyć wydajność akumulatorów litowo-jonowych. Doktorat na całym świecie w tym momencie zamieszkują swoje brwi, próbując wyrównać kilka punktów procentowych dodatkowej gęstości energii, ogolą kilka minut wolnych od czasów ładowania lub dodają kilka miesięcy do skutecznej żywotności danej komórki.
A potem pojawia się startup o nazwie Breathe Battery Technologies z algorytmem, który obiecuje zwiększyć prędkości ładowania o 30 procent, a jednocześnie zachowując długość życia tych ogniw. Jest to część pakietu oprogramowania wystarczająco światła, aby działać na starożytnych systemach wbudowanych i wystarczająco małe, aby można je było wdrożyć za pomocą aktualizacji nadmiernie. Co najlepsze, to nie jest teoretyczne: Volvo będzie zawierać tę technologię na nadchodzącym firmie ES90 Sedani możesz już go znaleźć na niektórych smartfonach.
Zanim zagłębimy się w szczegóły, szybko przejdźmy dokładnie przez to, co dzieje się wewnątrz baterii. Ładunek zapewniony przez baterię odbywa się, gdy jony przepływają z anody do katody, a następnie podróżują po elektrolicie podczas noszenia ze sobą elektronów. Kiedy nadejdzie czas na ładowanie, proces ten jest skutecznie odwrócony, jak najszybciej popychając te jony.
Procesy te wytwarzają ciepło i chociaż niektóre ciepło jest dobre, zbyt wiele może uszkodzić akumulator. Przegrzewać komórki? Najlepszy przypadek, ich żywotność jest zmniejszona. Najgorszy przypadek? Cóż, byś Lepiej wstań.
Ładowanie, a szczególnie szybkie ładowanie, jest starannym tańcem między marnowaniem czasu, ładując zbyt wolno i uszkadzając baterię, ładując zbyt szybko. W większości EV taniec jest choreografowany przez stół do wyszukiwania.
Podobnie do tabel wtrystycznych paliwa, które decydują o tym, ile soku do wytrysku do cylindra dla każdego cyklu spalania w silniku, tabele akumulatorów mówią dokładnie, ile prądu należy zastosować do danej ogniwa w danej temperaturze i stanie ładunku.
Problem polega na tym, że te tabele nie są zbyt dobre.
Aby korzystać z tych tabel, musisz znać temperaturę baterii i stan ładowania. Znajdź te liczby, a tabela mówi, ile prądu można zastosować, aby naładować akumulator. Dosłownie określa krzywą ładunku dla komórki. Tabele te są opracowywane przez firmy, które wytwarzają komórki (jak Samsung SDI Lub Rozwiązanie energetyczne LG) oraz firmy, które umieszczały ich w swoich samochodach.
Problem polega na tym, że te tabele wyszukiwania mogą być niejasne, pozbawione określonych wartości dla każdej temperatury i stanu ładunku. Brak wierności danych stanowi nieprecyzyjne wyniki. To tak, jakby próbować narysować piękną, płynącą krzywą, ale możesz użyć tylko kilku prostych linii.
Tabele są również nieelastyczne, obejmujące wąski zakres temperatur. „Jeśli zaczniesz od stołu, jesteś zasadniczo zamknięty w wymiarach tej tabeli. Naprawdę wąkasz się od samego początku ”-powiedział Ian Campbell, CEO Breathe.
Tabele akumulatorów mówią dokładnie, ile prądu należy zastosować do danej komórki w danej temperaturze i stan ładunku.
Ponadto samochody często marnują dużo energii, aby utrzymać akumulatory w bardzo wąskim zakresie temperatur, aby optymalizować wykorzystanie tabeli wyszukiwania. „Musisz podgrzać lub schłodzić akumulator, aby przygotować się do tego szybkiego ładowania, a to również zużywa dużo energii”, dodał Björn Fridholm, specjalista techniczny w zakresie zarządzania akumulatorami w Volvo.
To zabiera nas do oddechu i jego specjalnego sosu. Nadal pracujesz z tymi samymi podstawowymi czynnikami: napięciem, temperaturą i prądem. Tutaj jednak pakiet oprogramowania (o nazwie Breathe Charge) określa idealną szybkość ładowania o znacznie większej precyzji w szerszej kopercie wydajności, niż można było być w stanie zawierać w tabeli.
„Więc skończysz z tym niesamowitym poziomem wierności i adaptacji we wszystkich skalach czasowych” – powiedział Campbell.
Aby wskrzesić metaforę z góry, zamiast postrzępionych linii, możesz teraz narysować płynące krzywe ładowania, które ściślej pasują do idealnej wydajności poszczególnych ogniw akumulatorowych.
Obrażając tę krzywą, samochody wyposażone w technologię Breathe będą ładować szybciej bez dodatkowego obciążenia ogniw akumulatorowych. Zapewniając szerszy zakres danych, samochody mogą pobierać szybciej, nawet gdy poza idealnymi oknami termicznymi.
O ile szybciej? Oddychaj i Volvo twierdzą, że ta technologia zapewnia 30-procentową skrócenie czasu opłaty, gdy przechodzi z 10 do 80 procent na szybkiej ładowarce. Ale algorytm Breathe zapewnia również jeszcze większą poprawę podczas pracy poza idealnymi warunkami. W zerowym stopniu Celsjusza poprawa czasu opłaty wyniosła 48 procent.
Dlaczego nie wszyscy tego nie robią? Sprowadza się to do dwóch ograniczeń, a pierwsze to głębokie zrozumienie zachowania poszczególnych komórek. Aby zebrać te dane, Breathe ma parę laboratoriów w Londynie, gdzie testuje próbki komórek od producentów.
Oddychanie określa mocne i słabe strony chemii komórkowej, przekładając te atrybuty chemiczne na dane komputerowe, które napędzają model fizyki cyfrowej firmy.
To zatrzymuje nas do drugiego ograniczenia: systemu systemu. Podczas gdy producenci i producenci chipów uwielbiają rozmawiać o stawaniu się samochodów Superkomputery na kółkachw rzeczywistości większość dzisiejszych samochodów nadal polega na systemach wbudowanych, datowanych na układach z ograniczoną pamięcią i specyfikacji bliżej wczorajszych kalkulatorów graficznych niż dzisiejsze platformy obciążone GPU.
„Jeśli zaczniesz od stołu, jesteś zasadniczo zamknięty w wymiarach tej tabeli. Naprawdę wąkasz się od samego początku. ”
Wydajność jest kluczowa. Algorytm Breathe wymaga minimalnych cykli procesora i mniej niż 10 kilobajtów pamięci. Lekka natura oznacza, że technologię Breathe można uruchamiać na wszelkiego rodzaju ograniczonym sprzęcie, nawet wdrażany za pomocą aktualizacji nieodsekwentnych-zakładając, że te zintegrowane systemy są wystarczająco inteligentne, aby zostać zdalne.
Uzyskanie tej wydajności oznacza poleganie na narzędziach do symulacji branżowej i modelowania fizyki, przede wszystkim MATLAB i Simulink. Jednak Campbell powiedział, że Breathe (który obecnie liczy około 75 pracowników) pracuje nad przyszłymi wersjami dla szybszych procesorów motoryzacyjnych.
Wiele z tych przyszłych układów przetwarzających motoryzację zapewnia również jakiś aspekt AI na pokładzie, ale nie ma go w mapie drogowej dla oddychania. Campbell powiedział, że jest „uparty” w zakresie technologii uczenia maszynowego w tej aplikacji, ale że nie jest jeszcze gotowy.
Ale największym ograniczeniem są same ogniwo baterii. Ilość prądu, którą mogą otrzymać, jest podyktowana przez ich budowę i chemię. Oddychanie zarzut nie narusza praw fizyki; Po prostu zapewnia, że samochód zawsze karmi odpowiednią ilość prądu we właściwym czasie.
Volvo Electric ES90, z ładunkiem oddechowym na pokładzie, ma trafić na rynek jeszcze w tym roku. Fridholm potwierdził, że oprogramowanie może teoretycznie działać na innych EV Volvo, w tym tych już na rynku, ale jasno stwierdził, że nie powinniśmy oczekiwać, że aktualizacje nadawania opłat przechodzą modele, takie jak modele, takie jak modele, takie jak modele, takie jak modele, takie jak modele Ex30 W najbliższym czasie. „Na razie uruchamiamy go na ES90” – powiedział i zostawił to.
Ale oddychaj na tym nie zatrzyma się. Na swojej stronie kariery firma ma obecnie otwarcia na stanowiska związane z sprzedażą w Detroit w stanie Michigan-amerykańscy producenci samochodów są wyraźnie celem.
Technik Breathe można również znaleźć na Oppo 8gdzie jest zoptymalizowany w celu zwiększenia zdrowia baterii. Campbell powiedział, że firma pracuje również nad wypracowaniem „kilku fajnych klientów” na froncie urządzeń konsumenckich. Innymi słowy, mam nadzieję, że wkrótce będziemy mogli spróbować oprogramowania do szybkiego naładowania w czymś bardziej przystępnym niż nowa Volvo.