預防熱失控

動力電池安全性的一個關鍵問題是熱失控，它是由不可預測的溫度飆升引發的，可能導致鋰離子電池發生災難性火災甚至爆炸。

亞利桑那大學（the University of Arizona）的新研究提供了一種新穎的解決方案來解決這個問題，將機器學習與熱傳感器相結合。

首席研究員、博士生巴薩布·蘭詹·達斯·戈斯瓦米（Basab Ranjan Das Goswami）和項目首席研究員維塔利·尤爾基夫（Vitaliy Yurkiv）教授開發了一種系統，可以感知、預測和識別電動汽車電池內的熱失控事件。

熱傳感器被包裹在單個電芯上（多達1000個電芯緊密地擠在一起組成一個完整的電池），這些傳感器被輸入到根據歷史數據訓練的機器學習算法中。

該算法通過分析模式來預測未來的過熱事件，並對潛在故障發出預警。戈斯瓦米在接受Springwise採訪時解釋說：「這種方法可以實現實時監控和早期干預，降低電動汽車發生災難性故障的可能性。」

戈斯瓦米和尤爾基夫教授使用的方法有別於傳統方法，因為他們創新性地將AI和多物理場模型與輕型傳感器結合在一起。這比使用笨重的熱成像技術更具成本效益，而且可以集成到現有的電池管理系統中，實時準確地預測溫度峰值。

正如戈斯瓦米總結的那樣，「這種學科融合使我們能夠從被動的安全措施轉變為主動的預防措施。」

該團隊從美國國防部的「國防激勵競爭研究計劃」獲得了599808美元的資助。他們還在探索與汽車製造商合作，將這項技術投入商業應用。

找出電池缺陷

很多科技公司都急於找出動力電池中可能導致火災和其他問題的缺陷，AI正在幫助他們做到這一點。

他們正在訓練AI模型來快速評估電池中哪些是正常的，哪些是不正常的。自動化工具大大加快了質量檢查速度。

PDF Solutions電池解決方案總監Peter Kostka於10月10日在底特律電池展上表示：「AI的關鍵在於可擴展性：部署得越多，效果就越好。」

PDF Solutions教它的AI模型來理解電池結構。

「如果我們的模型了解到，『嘿，這些是我通常應該看到的東西』……那麼相同的模型就可以應用於不同的生產線，並且我們可以獲得可擴展性。」他說。

UnitX還使用AI來改進缺陷識別過程。其3D技術可以高速識別細微的異常情況。執行長Keven Wang在電池展上表示，它還可以檢測比2D視覺更深的深度。

在UnitX案例研究中，人類操作員每5分鐘掃描一個電池，而AI工具每3.5秒掃描一個。Wang說，根據該案例研究，工廠可以通過使用AI工具重新分配三名人工檢查員。

他說：「它需要看到以前看到過的缺陷，但你會驚訝於它有多好以及教學所需的樣本如此之少。」

加速開發速度

AI軟體提供商Monolith的執行長理察·阿爾菲爾德(Richard Ahlfeld)表示，電池公司多年來一直在使用機器學習，但大部分電池行業尚未接受AI。他說，這項技術可以將電池測試時間縮短一半。

「電動汽車競賽已經變得更加激烈。」他說，「人們現在會想，『好吧，我們還能做些什麼來加快速度呢？』而且這是一個已經被證明可以大大加快開發速度的工具。」

Monolith的AI軟體幫助Jota Sport賽車工程師優化和驗證賽道測試和模擬數據

蔚來歐洲公司在9月表示，將使用Monolith的技術構建一個聯合機器學習模型，用於將當前的車輛現場數據與基準測試數據進行比較。它還將減少電池數據清理、重新採樣、分析和檢測異常的時間。

發現下一代材料

很多公司開始使用AI通過車輛的電池管理系統來預測和優化電池健康狀況；通過ChatGPT進行清理、分類和重組；並繪製分子圖以發現下一代材料。

阿爾菲爾德表示，了解健康狀況可以幫助駕駛員優化充電，並有可能將電池壽命延長10%至20%。

SES AI執行長胡啟朝表示，SES AI正在開發AI模型，以繪製比人類能夠繪製的更多的分子圖。他說，這些模型可以變得和頂級化學家一樣聰明，甚至更聰明。

SES AI相信這些分子圖將加速材料的發現，從而解決電動汽車、電子產品、電網存儲和其他應用中的任何電池問題。

但人類科學家是使資料庫發揮作用的關鍵。

「人類科學家仍然需要合成模型、使用和實際測試電池。所以這幾乎就像是由模型來創造想法，但想法的驗證仍然由人類來完成。」他說。

AI的未來？

麥肯錫公司未來出行研究中心汽車和裝配業務合伙人派屈克·赫茨克（Patrick Hertzke）表示，化學材料的進步是AI在電池領域最令人興奮的潛力所在。

他說，許多公司正在進行增量測試以改進電池。

「這就像製造疫苗或製造藥物一樣。這並不容易，也不是線性的。」赫茨克說。但基於製藥領域的突破，「你同樣應該對電池領域化學改進的潛力感到非常興奮。」

電池技術公司表示，這種潛力可能還需要數年時間。

「電池製造與其說是一門科學，不如說是一門藝術。」BattGenie公司執行長馬南·帕塔克（Manan Pathak）在電池展上說，「要想擁有端到端的製造工藝，製造出真正好的、可重複的、錯誤率極低的電池，是非常困難的。」

Wang說，即使要捕捉缺陷，AI模型也需要人工培訓。

「AI是另一種形式的算法。」Wang說，「它不是靈丹妙藥。它不是魔法。它能很好地預測事物。」