الذكاء الصناعي يساعد على إطالة عمر بطاريات السيارات الكهربائية

طوّر باحثون من جامعة أوبسالا بالسويد طريقة تعتمد على الذكاء الاصطناعي، قادرة على تقديم صورة أكثر دقة لعملية تقادم البطاريات في السيارات الكهربائية.

وأضاف الباحثون أن هذا الابتكار قد يسهم في إطالة عمر البطاريات وتعزيز مستويات الأمان، بما يسرّع من وتيرة التحول نحو النقل المستدام. ونُشرت نتائج الدراسة، الجمعة، في دورية (Energy & Environmental Science).

وتُعد البطاريات المكوّن الأكثر عرضة للتلف في السيارات الكهربائية، إذ تتأثر بعوامل متعددة مثل دورات الشحن والتفريغ، ودرجات الحرارة، وأسلوب القيادة.

ولا يقتصر أثر هذا التلف المبكر على تراجع كفاءة السيارة ومدى سيرها فحسب، بل يفرض أيضاً تكاليف باهظة على المستهلكين والشركات نتيجة الحاجة إلى الاستبدال أو الإصلاح. كما يؤدي استهلاك البطاريات المبكر إلى هدر كميات كبيرة من المواد الخام النادرة، مثل الليثيوم والكوبالت، مما يفاقم الأثر البيئي ويبطئ انتشار هذه التكنولوجيا.

وتعتمد الطريقة الجديدة على نموذج يستند إلى الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بدقة أكبر بكيفية تدهور البطاريات بمرور الوقت. ولتحقيق ذلك، أنشأ الباحثون قاعدة بيانات ضخمة من آلاف مقاطع الشحن القصيرة جداً، بدلاً من الاعتماد على دورات الشحن الطويلة التقليدية، ثم دمجوا هذه البيانات مع نموذج كيميائي يحاكي التفاعلات الداخلية التي تشهدها البطارية أثناء عمليتي الشحن والتفريغ.

ويقوم الذكاء الاصطناعي بتحليل هذه المعطيات لرسم صورة دقيقة حول آلية توليد البطارية للطاقة، والتغيرات الكيميائية التي تسبب تدهورها، إلى جانب التنبؤ بالمشكلات المحتملة مثل التفاعلات الجانبية أو العيوب التصميمية التي قد تؤثر في السلامة. وأظهرت النتائج أن النموذج رفع دقة التنبؤ بحالة البطارية وصحتها بنسبة تصل إلى 70 في المائة.

ووفق الباحثين، من المتوقع أن يُسهم هذا الابتكار في تطوير أنظمة تحكم أذكى للسيارات الكهربائية، بما يطيل عمر البطاريات ويجعلها أكثر كفاءة وأماناً، الأمر الذي يعزز اعتماد المركبات الكهربائية على نطاق أوسع ويقلل من هدر مواردها.

وقال الباحث الرئيسي للدراسة، الدكتور دانييل براندل من جامعة أوبسالا: «الفهم العميق للتفاعلات الكيميائية داخل البطاريات أمر أساسي لإطالة عمرها وتحسين إدارتها، ما يقلل من الحاجة إلى استبدالها المبكر».

وأضاف عبر موقع الجامعة: «إذا توقفنا عن النظر إلى البطارية كصندوق أسود، وبدأنا نفهم العمليات التي تجري داخلها، سنتمكن من الحفاظ عليها في حالة جيدة لفترة أطول».

وأشار براندل إلى أن التنبؤ بالمشكلات قبل وقوعها يعزز السلامة من خلال تفادي المخاطر المرتبطة بالبطاريات، مثل ارتفاع الحرارة أو الانفجارات، لافتاً إلى أن البطاريات تُعدّ أغلى مكونات السيارة الكهربائية وغالباً ما تكون أول جزء يتعرض للتلف، مما يجعل تحسين كفاءتها وسلامتها خطوة محورية لدعم انتشار السيارات الكهربائية عالمياً.