Auto elettriche: ricarica in 10 minuti con l’intelligenza artificiale

Paolo Marinoni 20 Settembre 2022

6 minuti

Le auto elettriche sono sempre più utilizzate, ma molte persone sono restie all’abbandono delle loro auto a combustibile fossile a causa di una serie di problematiche, come i tempi di ricarica di un veicolo a batteria. L’intelligenza artificiale ‘corre’ quindi in aiuto e offre il supercharging.

Il tema ambientale è molto sentito a livello globale, soprattutto a causa degli effetti che il cambiamento climatico sta avendo. Si pensi, per esempio, alla crescente frequenza di fenomeni meteorologici estremi come siccità e alluvioni.  

Questa attenzione genera una spinta verso l’utilizzo di fonti di energia rinnovabili, ma anche verso l’abbandono dei combustibili fossili nei trasporti. L’elettrificazione dei veicoli è quindi la direzione verso cui molte case automobilistiche si stanno dirigendo. Ma l’espansione del mercato delle vetture elettriche, per quanto veloce, trova ostacoli nelle modalità e nei tempi di ricarica delle batterie. Limiti che l’intelligenza artificiale sta aiutando a superare. 



Il problema della ricarica 

Oggi, i tempi di ricarica di un’automobile elettrica sono molto più lunghi di quelli necessari per un rifornimento a una pompa di benzina. Questo è uno dei motivi principali che portano i consumatori a preferire una vettura classica – alimentata a benzina, diesel, metano o GPL – rispetto a un veicolo elettrico. Altri elementi che influiscono sulla scelta sono la distanza media delle stazioni di ricarica (molto meno numerose dei classici ‘benzinai’) e il costo delle auto elettriche, influenzato a sua volta dal prezzo delle batterie agli ioni di litio.  

La diffusione delle stazioni di ricarica veloce risulta però limitata da diversi fattori. La rete elettrica funziona a corrente alternata (AC), mentre le batterie devono necessariamente essere ricaricate con un modello a corrente continua (DC). Perché il flusso di corrente venga trasformato, è richiesto dunque l’utilizzo di un inverter (invertitore) AC/DC, come quello usato per ricaricare i nostri smartphone. La batteria di una macchina elettrica, però, è migliaia di volte più grande rispetto a quella di un telefono.

batteria auto
La differenza tra la batteria di uno smartphone e quella di un’auto elettrica (video The Electric Vehicle Charging Problem di Wendover Productions)

Alcune case automobilistiche installano gli inverter all’interno dei veicoli al fine di permettere la ricarica nel corso della notte presso la propria abitazione. Ma ciò rende la ricarica molto lenta, per cui, se l’obiettivo è ridurre i tempi di ricarica, servono inverter con un wattaggio molto più elevato. Questi, però, sono molto costosi e ingombranti.  

Anche dotando le strade di ‘colonnine’ di ricarica (inverter) ad alto wattaggio, però, il problema non risulta totalmente risolto. La velocità di ricarica, infatti, dipende molto anche da quanto è piena una batteria: questa può accogliere più energia quando è vuota (ricarica più veloce) rispetto a quando è già parzialmente piena (ricarica più lenta). Un problema difficilmente risolvibile aumentando l’energia emessa dalle stazioni di ricarica.  

L’intelligenza artificiale per la ricarica delle auto elettriche 

La velocità media di ricarica alla quale i consumatori dichiarano di poter considerare il passaggio a un veicolo elettrico è pari a 31 minuti. È quanto emerge dalla ricerca “Accelerating the EVolution: the tipping points to mainstream electric vehicle adoption” realizzata da Castrol. Per questo motivo, in molti stanno lavorando a tecnologie che possano permettere il superamento delle problematiche di cui sopra e un’accelerazione sui tempi di ricarica.  

I ricercatori dell’Idaho National Laboratory, per esempio, hanno realizzato un sistema di ricarica super veloce dei veicoli elettrici basato sul machine learning. Durante la ricarica di una batteria agli ioni di litio, gli ioni passano dal catodo all’anodo, ma, talvolta, in presenza di un sistema di migrazione troppo veloce, non tutti gli ioni riescono a raggiungere la loro destinazione. Questa situazione può provocare un accumulo di litio metallico e il deterioramento della batteria, con la conseguente diminuzione della sua capacità.

batteria agli ioni di litio

Il team di ricerca ha così sviluppato un metodo per personalizzare la ricarica senza provocare danni a lungo termine alla batteria attraverso l’uso dell’apprendimento automatico. Gli algoritmi di intelligenza artificiale sono in grado di prevedere la durata di diversi tipi di alimentazione analizzando i dati di ricarica per creare protocolli unici.  

Ha spiegato Eric Dufek:  

“Abbiamo aumentato la quantità di energia che può entrare in una cella della batteria in un breve lasso di tempo. Questo approccio permette di caricare oltre il 90% della batteria in dieci minuti, senza provocare placcatura del litio o compromettere i componenti”. 

Il futuro dei veicoli elettrici 

Nonostante le problematiche di cui si è trattato, molte persone stanno optando per l’acquisto di un’auto elettrica. Le vendite globali di auto elettriche e ibride plug-in sono più che raddoppiate nel 2021. Sono quasi 16,7 milioni sulle strade di tutto il mondo, senza contare 1,3 milioni di furgoni, autobus e camion a batteria. 

Per questo motivo, anche il settore delle ricariche per auto elettriche sta crescendo sempre di più, soprattutto oggi che la ricerca – soprattutto quella che utilizza l’intelligenza artificiale per migliorare la ricarica delle auto elettriche – ‘promette’ avanzamenti tecnologici importanti che renderanno più agevole l’utilizzo di simili veicoli. Secondo i dati della Bain & Company, gli utili nel settore elettrico europeo, statunitense e cinese cresceranno di molto nei prossimi anni. Entro il 2030, si stima infatti che i profitti saranno superiori ai 13 miliardi di euro


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