Một nghiên cứu mới từ Thụy Điển cho thấy trí tuệ nhân tạo (AI) có thể giúp kéo dài tuổi thọ pin xe điện thêm tới 23%, tương đương hàng chục nghìn đến hơn 100.000 dặm sử dụng đối với một số mẫu xe Tesla. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Chalmers đã phát triển một phương pháp sạc dựa trên AI, mở ra hướng tiếp cận mới trong việc tối ưu hệ thống quản lý pin, cân bằng giữa tốc độ sạc nhanh và độ bền lâu dài.
AI tìm ra cách sạc nhanh nhưng vẫn bảo vệ pin
Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí IEEE, nhóm nghiên cứu đã sử dụng học tăng cường (reinforcement learning) để điều chỉnh dòng điện trong suốt quá trình sạc nhanh. Hệ thống AI liên tục phân tích dữ liệu và tự điều chỉnh chiến lược sạc phù hợp với từng trạng thái thực tế của pin, thay vì áp dụng quy trình cố định.
Meng Yuan, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Khoa Kỹ thuật Điện của Đại học Công nghệ Chalmers, cho biết: "Đây là lần đầu tiên nhóm nghiên cứu xây dựng được một công thức rõ ràng cho bài toán sạc nhanh trong toàn bộ vòng đời pin." Phương pháp mới giúp kéo dài tuổi thọ pin thêm 703 chu kỳ sạc đầy tương đương, tức tăng khoảng 22,9% so với phương pháp tiêu chuẩn.
Cơ chế hoạt động của hệ thống AI
Pin lithium-ion hiện đại có thể hoạt động nhiều năm trong điều kiện bình thường, nhưng sạc nhanh thường xuyên gây ra hiện tượng lắng đọng lithium trên cực dương, làm tăng tốc độ lão hóa. Hệ thống AI sử dụng học tăng cường để liên tục thử nghiệm, đánh giá kết quả và lựa chọn phương án tối ưu. Sau mỗi phiên sạc, thuật toán học hỏi từ dữ liệu mới để tinh chỉnh dòng điện, giảm xuống cấp pin nhưng vẫn đảm bảo tốc độ sạc.
Điểm đáng chú ý là khả năng thích ứng với tình trạng từng bộ pin. Khi pin cũ đi, AI tự động giảm áp lực lên cực dương, cực âm và chất điện phân. Hệ thống theo dõi liên tục các thông số như nhiệt độ, điện áp và trạng thái sạc để đưa ra quyết định theo thời gian thực, khác biệt so với các giao thức sạc truyền thống sử dụng thông số cố định.
Tiềm năng kéo dài quãng đường hơn 100.000 dặm
Nghiên cứu được thực hiện trong bối cảnh lo ngại về suy giảm pin xe điện. Theo nghiên cứu năm 2024 của Geotab, mức suy giảm trung bình của pin xe điện là khoảng 1,8% mỗi năm, cho phép hầu hết pin sử dụng ít nhất 20 năm hoặc đạt 200.000 dặm. Riêng Tesla, một số ước tính cho thấy pin có thể hoạt động từ 300.000 đến 500.000 dặm. Nếu công nghệ AI kéo dài thêm 23%, quãng đường có thể tăng thêm gần 70.000 dặm ở mức thấp nhất và vượt 100.000 dặm ở những pin có tuổi thọ cao hơn.
Theo các nhà nghiên cứu, hiệu suất sạc vẫn được duy trì tương đương so với phương pháp thông thường. Phương pháp mới vừa đảm bảo sạc nhanh, vừa kéo dài tuổi thọ pin, cho thấy hai mục tiêu tưởng chừng mâu thuẫn có thể đạt được đồng thời nhờ tối ưu bằng phần mềm AI.
Kiểm chứng thực tế và triển vọng
Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng kết quả hiện mới được chứng minh trong phòng thí nghiệm, trên mô hình mô phỏng, chưa phải trên pin thương mại thực tế. Công nghệ cần được kiểm chứng quy mô lớn trước khi tích hợp vào hệ thống quản lý pin của các hãng xe, ảnh hưởng đến chính sách bảo hành và giá trị xe điện đã qua sử dụng.
Dù vậy, nghiên cứu đánh dấu bước tiến quan trọng trong ứng dụng AI để giải quyết bài toán phần cứng. Thay vì chỉ cải thiện thiết kế pin, các nhà sản xuất có thể tận dụng AI để tối ưu vận hành pin trong suốt vòng đời, gia tăng độ bền mà không cần thay đổi cấu trúc vật liệu. Trong bối cảnh xe điện mở rộng toàn cầu, giải pháp quản lý pin thông minh được kỳ vọng nâng cao độ bền, giảm chi phí sở hữu và tạo niềm tin cho người tiêu dùng.
