Para insinyur di UC Riverside telah mengembangkan State of Mission (SOM), sebuah metrik baru untuk meningkatkan prediksi masa pakai baterai pada kendaraan listrik dengan mempertimbangkan faktor lingkungan. Inovasi ini menjanjikan manajemen baterai yang lebih akurat dan andal.
Sistem manajemen baterai saat ini seringkali membuat pengemudi kendaraan listrik bertanya-tanya apakah sisa daya kendaraan mereka akan mampu menempuh jarak tersebut, terutama dalam kondisi yang menantang. Para insinyur di University of California, Riverside, bertujuan untuk menghilangkan ketidakpastian ini dengan metrik diagnostik inovatif mereka, State of Mission (SOM).
SOM dirancang untuk memberikan prediksi real-time dan spesifik untuk setiap tugas dengan menggabungkan data baterai dan faktor lingkungan seperti pola lalu lintas, perubahan ketinggian, dan suhu sekitar. Artinya, alih-alih hanya menampilkan persentase, pengemudi menerima wawasan yang dapat ditindaklanjuti tentang kemampuan baterai mereka.
"SOM mengisi celah itu," ujar Mihri Ozkan, seorang profesor teknik di UC Riverside yang turut mengembangkan sistem tersebut, dalam siaran pers. "Ini adalah pengukuran berbasis misi yang menggabungkan data dan fisika untuk memprediksi apakah baterai dapat menyelesaikan tugas yang direncanakan dalam kondisi dunia nyata."
Terobosan, diterbitkan dalam jurnal iScience, menggunakan pendekatan hibrida.
Diagnostik baterai tradisional sangat bergantung pada persamaan fisika kaku, yang sering kali gagal beradaptasi dengan skenario yang berubah, atau pada model pembelajaran mesin yang tidak transparan.
SOM menggabungkan fleksibilitas pembelajaran mesin dengan prinsip dasar elektrokimia dan termodinamika.
"Dengan menggabungkan keduanya, kami mendapatkan yang terbaik dari kedua dunia: sebuah model yang belajar secara fleksibel dari data tetapi selalu tetap berpijak pada realitas fisik," tambah Cengiz Ozkan, seorang profesor teknik di UC Riverside yang turut memimpin studi ini. "Hal ini membuat prediksi tidak hanya lebih akurat tetapi juga lebih dapat dipercaya."
Untuk memvalidasi kerangka kerja mereka, tim memanfaatkan kumpulan data baterai yang tersedia untuk umum dari NASA dan Universitas Oxford, yang mencakup berbagai macam pola penggunaan di dunia nyata, fluktuasi suhu, data arus dan tegangan, serta tren kinerja jangka panjang.
Hasilnya menunjukkan pengurangan yang signifikan dalam kesalahan prediksi dibandingkan dengan metode tradisional.
Alih-alih estimasi dasar "persentase daya yang terisi", SOM menawarkan wawasan yang lebih canggih dan berwawasan ke depan. Misalnya, SOM dapat memberi tahu pengemudi jika mereka perlu mengisi ulang daya di tengah perjalanan atau menunjukkan bahwa penerbangan drone tidak memungkinkan dalam kondisi tertentu.
“Ini mengubah data baterai abstrak menjadi keputusan yang dapat ditindaklanjuti, meningkatkan keselamatan, keandalan, dan perencanaan untuk kendaraan, drone, dan aplikasi apa pun yang membutuhkan penyesuaian energi dengan tugas di dunia nyata,” tambah Mihri Ozkan.
Meskipun menjanjikan, kompleksitas komputasi model saat ini melampaui kemampuan sebagian besar sistem manajemen baterai tertanam yang ada.
Namun, para peneliti tetap optimis, berharap bahwa dengan optimalisasi lebih lanjut, SOM dapat segera diintegrasikan ke dalam berbagai aplikasi seperti kendaraan listrik, sistem udara tak berawak, dan bahkan solusi penyimpanan jaringan.
"Saat ini, keterbatasan utamanya adalah kompleksitas komputasi," ujar Mihri Ozkan. "Kerangka kerja ini membutuhkan daya pemrosesan yang lebih besar daripada yang biasanya disediakan oleh sistem manajemen baterai tertanam yang ringan saat ini."
Ke depannya, tim berencana melakukan uji lapangan untuk SOM dan berharap dapat memperluas penerapannya ke berbagai jenis kimia baterai, seperti baterai ion natrium, baterai solid-state, atau baterai aliran.
"Pendekatan kami dirancang agar dapat digeneralisasikan," tambah Cengiz Ozkan. "Metodologi hibrida yang sama dapat menghasilkan prediksi berbasis misi yang meningkatkan keandalan, keamanan, dan efisiensi di berbagai teknologi energi, mulai dari mobil dan drone hingga sistem baterai rumah, bahkan misi luar angkasa."