Smart AI-laddning ger elbilsbatterier 23 procent längre liv – utan att öka laddtiden

https://mb.cision.com/Public/5569/4345344/8f3bb2c52f30cc1e_800x800ar.jpg

Snabbladdning förkortar bilbatteriers livslängd, men är samtidigt nödvändig på längre resor med elbilar. Nu har forskare vid Chalmers tagit fram en ny AI-metod som anpassar snabbladdningen efter batteriets hälsa. Deras studie visar att batterilivslängden kan ökas med nästan 23 procent, utan att förlänga laddningstiden. Det enda som krävs är en uppdatering av fordonets mjukvara.

När privatpersoner eller företag överväger att skaffa elfordon är möjligheten till snabbladdning en viktig faktor.

– För exempelvis taxibilar eller tunga fordon i industrin betyder tillgången till snabbladdning naturligtvis mycket, men också för personbilstrafiken. Även om privatbilister oftast laddar sina elbilar hemma är möjligheten till snabbladdning utanför hemmet en förutsättning för att välja elbil, eftersom det underlättar pendling och all körning på längre sträckor, säger Changfu Zou, professor vid institutionen för elektroteknik vid Chalmers.

Dagens elbilsbatterier har en livslängd på cirka 8–15 år* beroende på användning och laddning. Flera undersökningar av den europeiska elbilsmarknaden* visar att konsumenter som överväger att köpa en elbil oroar sig över batteriernas begränsade livslängd.

Kravet på effektiv snabbladdning står dessutom i konflikt med batterihälsan, eftersom sådan laddning är påfrestande för batterierna och kortar livslängden.

Den här utmaningen har Changfu Zou tagit sig an tillsammans med Meng Yuan, biträdande lektor vid Victoria University, Nya Zeeland, och tidigare forskare på Chalmers. I den nyligen publicerade studien visar de att det går att öka batteriernas livslängd utan att öka laddningshastigheten nämnvärt – med hjälp av artificiell intelligens.

Anpassar laddningen efter batteriets hälsa

I studien presenterar forskarna en AI-baserad laddningsstrategi som anpassar strömmen vid varje snabbladdning efter det aktuella batteriets kemi och ”hälsotillstånd.” Den anpassade laddningen förlänger batteriets livslängd med cirka 23 procent jämfört med dagens standardmetod. Samtidigt är laddningstiden opåverkad, sånär som på några sekunder.

– Vi visar att det går att ladda i stort sett lika snabbt som i dag, men med betydligt mindre långsiktig degradering av batteriet, säger Meng Yuan.

När ett batteri laddas snabbt pressas stora strömflöden in i de olika cellerna, vilket bland annat orsakar större risk för kemiska sidoreaktioner. En av de mest problematiska a är så kallad litiumplätering, där metalliskt litium fälls ut på elektroden i stället för att lagras korrekt i batteriets struktur. Detta kan försämra kapaciteten och i värsta fall påverka säkerheten, då ojämnheter i litiumets struktur i värsta fall kan orsaka kortslutning.

– Risken för litiumplätering ökar i takt med batteriets ålder. Ändå använder dagens standardmetoder för laddning samma ström och spänning, oavsett om batteriet är nytt eller har använts i flera år, säger Meng Yuan.

Kort laddtid och mindre slitage

Den nya, AI-baserade laddningsstrategin bygger på så kallad förstärkningsinlärning**, där de rätta åtgärderna belönas och därmed förstärks. Träningsmiljön bestod av en modell av ett av de vanligaste elbilsbatterierna på marknaden, samt en simulering av de parametrar som har inverkan på både laddtid och batterihälsa.

AI-modellen tränades på att anpassa laddningen efter hur upp- eller urladdat batteriet var vid laddningstillfället. Den behövde också ta hänsyn till batteriets allmänna hälsotillstånd, eftersom det är avgörande för både kapacitet och elektrokemi. Resultatet blev en laddningsstrategi som både håller laddtiden kort och minimerar skadliga reaktioner.

– Vår studie visar att en smart anpassning av strömmen under laddningen, där stor hänsyn tas till batteriets föränderliga elektrokemiska tillstånd, kan maximera både dess prestanda och livslängd, säger Changfu Zou.

Enkel att införa – men anpassning krävs

Den nya laddningsstrategin är enligt forskarna både enkel och kostnadseffektiv att införa: i princip skulle den kunna implementeras genom mjukvaruuppdateringar i fordonens batterihanteringssystem. En viss anpassning behövs dock för att metoden ska kunna användas generellt.

– Det finns inte så många olika batterityper idag, men det behövs kalibreringar av metoden för att den ska kunna användas av alla. Med så kallad transfer learning, överförelseinlärning, kan vi dra nytta av det som vår AI-modell redan har lärt sig, och därmed snabbare anpassa AI-modellen efter nya batterier, säger Changfu Zou.

Nästa steg är att testa metoden direkt på fysiska batterier. Forskarna hoppas att den AI-baserade laddningsstrategin ska bli en av pusselbitarna i elektrifieringen av transportsektorn.

– För att minska utsläppen och ställa om till ett fossilfritt samhälle betyder det mycket att människor är beredda att gå över till elbilar. Då är möjligheten till snabbladdning, i kombination med en ökad livslängd på batterierna, viktiga drivkrafter säger Meng Yuan.

– Och för fordonsindustrin kan en ökad livslängd med nästan 23 procent innebära lägre garantikostnader, bättre andrahandsvärde och effektivare användning av kritiska råvaror, säger Changfu Zou.

Bilden i topp:  Smart AI-laddning kan förlänga elbilars batteriliv med 23 procent – utan att öka laddtiden. Foto: Ivan Radic | CC BY 2 0

*Källor:

Europeiska kommissionen / EAFO, 26 mars 2026: Consumer Monitor 2025: EU drivers’ view on electric cars
PwC, 10 september 2025: eReadiness 2025 – EVs charging ahead in a broadening market
McKinsey, 5 augusti 2024: How European consumers perceive electric vehicles

**Förstärkningsinlärning är en metod inom maskininlärning där en algoritm lär sig genom att interagera med en miljö, och successivt förbättra sina beslut utifrån den återkoppling den får.

Mer om forskningen:

Studien Lifelong Reinforcement Learning for Health-Aware Fast Charging of Lithium-Ion Batteries har publicerats i IEEE Transactions on Transportation Electrification. Författare är Changfu Zou, Chalmers tekniska högskola och Meng Yuan, Victoria University, Nya Zeeland.

Arbetet har finansierats av Europeiska unionens forsknings- och innovationsprogram Horisont Europa genom Marie Skłodowska-Curie Actions Postdoctoral Fellowships, Vetenskapsrådet samt Stiftelsen för internationalisering av högre utbildning och forskning.

Mer om snabbladdning och batterilivslängd

Ett elbilsbatteri har idag en livslängd på cirka 8–15 år beroende på användning och laddning (1). Batteriets kapacitet minskar gradvis med ålder. Volvo Cars elbilar levereras exempelvis med en batterigaranti på åtta år eller 160 000 kilometer (2).

I studien mätte forskarna batteriets livslängd i så kallade equivalent full cycles (EFC) – det vill säga hur många fulla laddnings- och urladdningscykler batteriet klarar innan kapaciteten sjunker till 80 procent av ursprungsvärdet. Vid denna gräns fungerar batteriet fortfarande, men är märkbart degraderat och har kortare räckvidd och minskad effekt (3).

Snabbladdning utgör generellt upp emot cirka 10–12 procent av alla laddningar, enligt en analys av 22 000 elfordon i USA, Kanada och Europa (4). Snabbladdning används oftare för långpendlare och personer utan tillgång till hemmaladdning. Användningen av publik laddning, inklusive snabbladdning, är också högre i regioner där färre har möjlighet till laddning hemma, exempelvis Sydeuropa och Kina (5).

1. Hur länge håller batteriet i en elbil? Livslängd bilbatteri, laddcykler och kostnad | go-e
2. https://www.volvocars.com/se/cars/electrification/battery/
3. https://www.twaice.com/battery-encyclopedia/end-of-life?
4. EV Battery Health Study: New Data on Fast Charging & Degradation | Geotab
5. Global Trends in Electric Vehicle Charging Demand and Infrastructure Development

För mer information, vänligen kontakta:

Changfu Zou, professor på avdelningen system- och reglerteknik, institutionen för elektroteknik, Chalmers tekniska högskola, changfu.zou@chalmers.se, 031 772 33 92

Meng Yuan, biträdande lektor vid Victoria University, Nya Zeeland, meng.yuan@vuw.ac.nz, +64 488 740 72

Forskarna talar engelska och kinesiska (mandarin).
På Chalmers har vi poddstudior och filmutrustning på plats och kan bistå vid förfrågningar om tv-, radio- eller poddintervjuer.