Schnelllade-Forschung: Akku-Tests von Jahren auf Wochen verkürzt

Von Christian Kahle am 14.10.2020 12:57 Uhr
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Systeme mit Akku-basierter Stromversorgung sollen in der nächsten Zeit mit wesentlich besseren Schnelllade-Funktionen ausgestattet werden kön­nen. In der Forschung konnte man die experimentelle Prüfung ent­spre­chender Verfahren zuletzt enorm beschleunigen.

Grundsätzlich lassen sich Lithium-Ionen-Batterien ziemlich schnell mit Energie befüllen. Allerdings führt dies dann auch schnell zu Problemen bei der Betriebssicherheit und der Lebensdauer. Für jede neu konstruierte Zelle muss daher ein gesunder Kompromiss gefunden werden. Das ging bisher im Wesentlichen nur mit sehr langwierigen Versuchsreihen, bei denen die Akkus immer wieder be- und entladen wurden und die dabei aufgezeichneten Daten langsam aber sicher ein Bild ergaben.

Das Testverfahren konnte nun aber durch den Einsatz eines neuen KI-Algorithmus extrem beschleunigt werden. Entwickelt wurde dieser in Zusammenarbeit der Technologie-Universität MIT mit der Stanford University und dem Toyota Research Institute. Das gemeinsame Forscher-Team schafft es, eine Methode zu ersetzen, bei der die neu entwickelten Akkuzellen immer wieder gefüllt und entladen werden, während man Daten sammelt und diese über einen längeren Zeitraum zu einem Gesamtbild zusammenfügt. Teils konnte es mehr als einen Monat dauern, bis neue Feinabstimmungen bei der Ladesteuerung dahingehend überprüft werden konnten, ob die zu einem besseren Gesamtergebnis führen.

Enorme Zeitersparnis

Die KI schafft es bereits mit einem Bruchteil der Daten, eine sehr genaue Prognose abzugegeben. Untaugliche Parameter-Änderungen können so direkt nach einigen Stunden schon wieder verworfen werden, andere kommen in weitere Tests. "Vor unserer Arbeit hätte niemand gedacht, dass dies möglich ist", erklärte der Materialforscher William Chueh von der Stanford University gegenüber dem US-Magazin Wired.

Den Forschern ist es in dem konkreten Fall, den sie in ihrem Paper beschreiben, gelungen, einen Schnelllade-Algorithmus in unter einem Monat zu einem optimalen Ergebnis zu bringen. Ohne die Hilfe des KI-gestützten Verfahrens hätte dies üblicherweise etwa zwei Jahre gedauert. Diese Zeitersparnis kann letztlich dazu führen, Neuentwicklungen sehr viel schneller auf den Markt zu bringen, was beispielsweise bei der Verbesserung der alltäglichen Nutzung von Elektroautos wichtige Vorteile bringen kann.

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