قد تظهر نسبة شحن بطارية سيارتك الكهربائية 40%، لكن هذا لا يضمن بالضرورة أن تكمل رحلتك بأمان. لتجاوز هذا الغموض، طور مهندسون في جامعة كاليفورنيا ريفرسايد (UCR) أداة مبتكرة تُعرف باسم “حالة المهمة” (State of Mission – SOM)، لتقديم تقدير أكثر واقعية لقدرة البطارية على إتمام الرحلة.
تقدير فعلي للمدى اعتمادًا على عوامل متعددة
ووفق موقع Electrek تتفوق أداة SOM على فكرة “نسبة الشحن” التقليدية. إذ تعتمد على تحليل مجموعة من العوامل مثل: التضاريس وحركة المرور ودرجة الحرارة وأسلوب القيادة لتقدير المدى الفعلي للبطارية في الظروف الواقعية.
نشرت تفاصيل هذه التقنية في دورية iScience العلمية. مؤكدة قدرتها على تحويل بيانات البطارية المجردة إلى قرارات عملية لتعزيز السلامة والموثوقية.
دمج الذكاء الاصطناعي بالفيزياء الواقعية
على عكس أنظمة إدارة البطاريات الحالية، التي تعتمد على نماذج فيزيائية جامدة أو خوارزميات ذكاء اصطناعي غامضة، تجمع SOM بين الاثنين.
فهي تستخدم التعلم الآلي لتحليل سلوك البطارية عبر الزمن كيفية الشحن والتفريغ والاستجابة للحرارة مع الحفاظ على الارتباط بالقوانين الفيزيائية. ما يمنحها القدرة على التعامل مع مفاجآت مثل الطرق الصاعدة الحادة أو موجات البرد المفاجئة.
وقال البروفيسور جنكيز أوزكان، أحد مطوري النظام: “بدمج النموذجين، نحصل على أفضل ما في العالمين: نموذج يتعلم بمرونة من البيانات، لكنه لا ينفصل عن الواقع الفيزيائي”.
كاليفورنيا
نتائج الاختبارات الأولية
اختبر الفريق أداة SOM باستخدام بيانات عامة من وكالة “ناسا” وجامعة أوكسفورد، تضمنت دورات شحن وتفريغ، وتحولات في درجات الحرارة. وبيانات الجهد الكهربائي.
كما أظهرت النتائج أن الأداة قللت من أخطاء التنبؤ بمقدار 0.018 فولت في الجهد و1.37 درجة مئوية في الحرارة. و2.42% بخصوص نسبة الشحن. ما يعزز دقة التقديرات ويعزز رفع مستوى الأمان أثناء القيادة.
وقالت البروفيسورة مهري أوزكان، المشاركة في تطوير SOM: “هذه التقنية تحول بيانات البطارية المجردة إلى قرارات عملية. ما يعزز السلامة والموثوقية والتخطيط في السيارات والطائرات المسيرة. وحتى أنظمة الطاقة المنزلية”.
تحديات تقنية وآفاق مستقبلية واسعة
رغم التطورات الواعدة، يواجه النظام تحديًا يتمثل في الحاجة إلى قدرة حوسبة أعلى من تلك المتوفرة في أنظمة البطاريات التقليدية.
لكن الفريق يرى أن تحسينات مستقبلية. قد تتيح دمج SOM في السيارات والطائرات المسيرة وأنظمة تخزين الطاقة على الشبكة.
بينما يجري العمل على توسيع نطاق الأداة لتشمل تقنيات بطاريات جديدة مثل بطاريات الصوديوم- أيون، والبطاريات الصلبة، وبطاريات التدفق.
وأضافت أوزكان: “النهج الهجين نفسه يمكن أن يحسن الموثوقية والسلامة والكفاءة في مجموعة واسعة من التطبيقات. من السيارات والطائرات المسيرة إلى أنظمة الطاقة المنزلية وحتى المهمات الفضائية”.