根据国际能源署最近的一项调查，去年全球每周售出超过 25 万辆电动汽车。调查还发现，消费者对电动汽车的接受度正处于一个临界点，行业高管预计到 2030 年电动汽车将占汽车销量的 40%，这主要是因为电动汽车价格越来越便宜。
电池是电动汽车成本的最大单一因素，也是安全和性能担忧的热点。
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但亚利桑那大学的最新研究表明，机器学习可以帮助防止电动汽车电池爆炸。汽车制造商还可以使用先进的算法来确定特定的化学成分、尺寸和形状，从而实现最佳性能和更具可持续性的汽车。
IBM 合作伙伴梅赛德斯-奔驰的创新总监本杰明·博瑟 (Benjamin Boeser) 表示：“开发和完善这些假想电池可能会带来价值 10 亿美元的商机。”
根据 IBM 商业价值研究院最近进行的实地调查，虽然人工智能还处于早期阶段，但预计将使电动汽车的感知价值提高 20% 以上。
安全第一
多年来，锂离子电池一直是全球电动汽车电池市场的王者，这主要归功于其出色的能量密度、更长的使用寿命和轻量化的设计。
锂离子电池的安全问题一直存在，尤其是“热失控”的风险。当电池温度意外飙升时就会发生这种情况，从而导致电池故障、起火甚至爆炸。
热失控可能由于多种因素发生，包括过度充电、过度放电、高温暴露、制造缺陷和内部短路。
为了解决热失控问题，亚利桑那大学的一个团队开发了一种机器学习模型来预测和防止锂离子电池的温度飙升。
电动汽车的电池组通常由数百个紧密连接的电池单元组成，这些电池单元被塞入模块中。如果一个电池单元发生热失控，附近的电池单元也极有可能升温。
“电池温度会呈指数级上升，从而引发连锁反应，”该项目的主要研究员 Basab Ranjan Das Goswami 说道。“如果发生这种情况，电动汽车的整个电池组都可能爆炸。”
受到考虑时间和地点的天气预报框架的启发，该团队开发了一种算法来预测何时何地可能发生热失控。他们使用包裹在电池单元周围的热传感器，将历史温度数据输入机器学习算法来预测未来温度。
戈斯瓦米说：“如果我们知道热点的位置或热失控的开始，我们就可以制定解决方案，在电池达到关键阶段之前阻止它。”
未来的潜在解决方案可能包括一个预警系统，该系统可检测未来的热点并启动安全开关以切断主电池组的电气连接。
利用人工智能完善电动汽车电池化学成分
先进的算法除了可以使电池更安全之外，还可以提高其性能和可持续性。
IBM 商业价值研究院技术思想领袖 Noriko Suzuki 表示：“未来，低能耗 AI 芯片将有助于减少对大型电池的需求。电动汽车电池价格昂贵，而且很重，会给道路基础设施带来更大压力。”
IBM 位于加利福尼亚州阿尔马登的研究实验室有一个专门的项目，利用人工智能和机器学习来开发用于电动汽车的更强大、可持续和节能的电池。
具体来说，该团队使用人工智能和机器学习工作流程来加速电解质材料的发现和优化——电解质材料是影响电池安全性、稳定性和效率的关键成分。该工作流程将自动化模拟工作流程和大量特定领域的知识和数据集与专门构建的人工智能模型相结合，以发现高性能电池的新电解质配方。
IBM 阿尔马登实验室的研究科学家 Murtaza Zohair 表示：“人工智能有潜力加速复杂电池材料和工艺的发现，实现更快的充电速度、更高的能量密度和更好的可持续性。”
多模态 AI 基础模型是预先在 9000 多万个分子上进行训练的大型化学模型，可以使用标记的电池数据集进行微调，以预测电解质配方等复杂材料的属性，从而优化电池性能。深度搜索算法可以快速从大量现有科学文献中提取知识。模拟工具包可以有效地决定运行哪种模拟，以更好地了解材料及其功能。最后，生成模型可以快速推荐新材料。
当GPS遇见AI
一些研究人员专注于内部电池化学研究，而其他研究人员正在使用人工智能来研究有助于减少电动汽车电池消耗的能量的外部因素。
埃及吉萨阿拉伯科学院的一组研究人员最近为电动汽车的 GPS 系统开发了一种新算法，该算法可以选择最短、最快、最节能的行驶路线。
研究人员利用该算法考察了电动汽车在不同道路拓扑上的能耗，评估了各种车型、风速和风向对能耗的影响。
研究人员发现，在约 50 公里的短途旅行中，风速和风向可以节省约 49% 的电池电量。他们还发现，道路拓扑结构对行驶距离预测和能耗有很大影响。例如，选择坡度较小的道路可以节省约 46% 的能源。
在为电动汽车选择最佳路线时考虑所有这些因素可以节省成本并延长电池的寿命。
除了电池
优化整个电动汽车电池充电基础设施对于广泛采用电动汽车也至关重要。例如，人工智能可能成为“智能充电”不可或缺的一部分，其中算法监控电池的健康和状态并建议最佳充电点和时间，以确保最大行驶里程和电池寿命。人工智能还可以帮助车辆和充电网络的安全监控和事件响应。
机器和深度学习算法与传感器和摄像头相结合，已经为希望提高车辆安全性和效率的驾驶员提供车内辅助。例如，大众汽车已将生成式人工智能集成到其许多汽车中，以便驾驶员最终可以要求将汽车重新规划到最近的电动汽车充电站。
从长远来看，我们可以预期人工智能将更广泛地改变电动汽车市场和交通运输，因为它集成了驾驶员辅助系统和自动驾驶，实现了预测性维护并有助于与智能电网集成。最终，电动汽车创新的未来之路是无限的——而人工智能只会帮助让它变得更加顺畅。
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