Batteria "digital twin" avanzata in grado di prevedere la durata della batteria
Una prova nella vita reale di veicoli elettrici, che coinvolge lo specialista di analisi delle batterie Silver Power Systems (SPS), produttori di veicoli elettrici e accademici, ha fatto un grande passo avanti nello sviluppo di modelli di batterie in grado di prevedere con precisione la durata della batteria dei veicoli elettrici.
Con la rapida crescita dell'elettrificazione guidata dal divieto del 2030 sulle nuove vendite di ICE combinato con la batteria che è di gran lunga il componente più costoso di un veicolo elettrico, è fondamentale essere in grado di comprendere le prestazioni di una batteria e prevedere quanto è probabile degradarsi nel corso della vita del veicolo.
Fino ad ora, prevedere la durata della vita è stato difficile. Sebbene siano stati creati modelli digitali di batterie per veicoli elettrici, mancavano dati reali accurati per supportarli. Inoltre, non tutte le batterie sono uguali o trattate allo stesso modo durante tutta la loro vita, quindi si degradano a velocità diverse, sottolineando la necessità di combinare i dati del mondo reale con quelli predittivi basati sull’apprendimento automatico la tecnologia per capire meglio come si degradano.
Negli ultimi nove mesi, il programma di ricerca automobilistica REDTOP (Real-time Electrical Digital Twin Operating Platform) ha cercato di apportare un cambiamento radicale nella comprensione delle batterie, con l'obiettivo di creare il "gemello digitale" della batteria più avanzato al mondo - un modello virtuale altamente sofisticato, collegato a una batteria reale.
In parte finanziato dall'Advanced Propulsion Centre UK (APC), il progetto, guidato da Silver Power Systems, ha visto i partner Imperial College, London Electric Vehicle Company (LEVC) e JSCA, la divisione di ricerca e sviluppo della Watt Electric Vehicle Company, unire le forze per una prova di veicoli elettrici nel mondo reale.
Da gennaio, circa 50 taxi elettrici LEVC TX e una nuova auto sportiva EV della Watt EV Company hanno percorso collettivamente oltre 500,000 km come parte del programma. Ogni veicolo è stato dotato del dispositivo IoT all'avanguardia di Silver Power Systems per la raccolta dei dati, che comunica costantemente con il software basato su cloud dell'azienda.
Questi dati sono stati analizzati dalla piattaforma EV-OPS basata sull'apprendimento automatico di SPS e, insieme ai ricercatori sulle batterie dell'Imperial College, sono stati creati i gemelli digitali più avanzati al mondo di batterie EV reali, offrendo non solo una visione delle prestazioni della batteria in tempo reale e lo stato di salute, ma anche il potenziale per consentire a questi modelli di batterie altamente sofisticati di prevedere la durata della batteria.
"Questo è davvero il Santo Graal", ha spiegato Pete Bishop, CTO di Silver Power Systems. “Capire come si comporta la batteria di un veicolo elettrico in questo momento – e prevederne le prestazioni nei prossimi anni – è assolutamente fondamentale per molti settori. Ma fino ad oggi c'è stata una mancanza di dati e la modellazione predittiva è stata in gran parte basata sul laboratorio.
“Combinando una solida prova nel mondo reale con la nostra capacità di analisi di apprendimento automatico EV-OPS attraverso il programma REDTOP, non solo siamo stati in grado di sbloccare una visione senza precedenti delle prestazioni della batteria in tempo reale e dello stato di salute, ma anche di creare il gemello digitale più avanzato al mondo che consente di prevedere la vita futura della batteria.”
Un monitoraggio senza precedenti fornirà un quadro completo dell'attività della batteria, identificando le differenze tra le batterie (sia in termini di prestazioni che di capacità di ricarica) e, a lungo termine, creando un quadro completo dello stato di salute della batteria durante la vita del veicolo: una sorta di registro delle batterie.
Per i produttori di veicoli elettrici questa capacità di monitoraggio fornisce informazioni sulle prestazioni della batteria consentendo loro di accelerare lo sviluppo di veicoli alimentati a batteria. Gli operatori di flotte possono ottenere un quadro completo dello stato di salute dei veicoli elettrici in tutta la loro flotta di veicoli, consentendo loro di far funzionare i loro veicoli in modo più efficiente (e potenzialmente prolungarne la vita), mentre i proprietari di flotte possono utilizzare le capacità di SPS per prevedere il futuro valore residuo dei veicoli in base allo stato futuro della batteria . Man mano che il mercato passa ai veicoli elettrici, questo è destinato a diventare sempre più importante.
Gli OEM e i produttori di batterie possono anche utilizzare la tecnologia per consentire garanzie sulla batteria sottoscritte in modo più accurato, impostare garanzie su una nuova batteria o gestire i rischi su una batteria esistente, mentre altri settori che possono trarne vantaggio includono fornitori di assicurazioni, autorità di trasporto, consigli e persino proprietari privati di veicoli elettrici per chi è vantaggioso avere accesso ai dati sulle prestazioni della batteria del proprio veicolo.