Porsche Mühendisliği dijital pil ikizine ince ayar yapıyor
Geçen yıl Porsche Engineering, yüksek voltajlı piller için dijital ikizler geliştirmeye başladı. Alman lüks otomobil üreticisinin mühendislik yan kuruluşu, artık "Onarım Tahmini" adı verilen bir başlangıç işlevi de dahil olmak üzere hızlı bir ilerleme kaydediyor.
Porsche Engineering, genel merkezi Weissach, Almanya'da bulunan Porsche AG'nin tamamına sahip olduğu bir yan kuruluşudur ve Porsche Consulting gibi üçüncü taraflara hizmetler sunmaktadır. Danışmanlık yapan kardeşi gibi Porsche Engineering'in de kökleri şirket içindedir ancak uzun yıllardan beri geniş bir müşteri yelpazesine yönelik teknik geliştirme hizmetlerinde uzmanlaşmıştır.
Ortaya çıkan elektrik çağını göz önünde bulundurarak, Porsche Engineering, diğer şeylerin yanı sıra, kalan değer üzerinde önemli bir etkiye sahip olmaları nedeniyle pilleri elektrikli araçların belirleyici bileşeni olarak tanımlıyor. Pil hücrelerinin ve sistemlerinin nasıl eskidiğini ve kullanım davranışının hizmet ömrü üzerindeki etkisini ayrıntılı olarak anlamak için şirket, 2023'ten bu yana dijital ikiz adı verilen bir sistem geliştiriyor ve şimdi ilk ara sonuçları açıklıyor.
Yapay Zeka ve Büyük Veri Başkanı Joachim Schaper şöyle açıklıyor: "İçten yanmalı motorlarda olduğu gibi uzun yıllara dayanan deneyimden faydalanmadan, hücrelerin uzun vadede sahada nasıl davranacağını anlamamız gerekiyor." Porsche Mühendisliği. Bu nedenle ikizin, pilin dijital temsilinin tam olarak orijinali gibi davranması ve dolayısıyla beklenen yaşlanma süreci hakkında bilgi sağlamasıyla geleceğe bir bakış sunması amaçlanıyor. Mühendislik yan kuruluşu, dijital ikizin pilin servis ömrünü ve performansını iyileştirmek için de kullanılabileceğini söylüyor.
Almanya ve Çek Cumhuriyeti'ndeki Porsche Engineering'deki yapay zeka uzmanları, artık yapay zeka analizleriyle birleştirilmekte olan elektrokimyasal ve termal modellerin prototiplerini oluşturduklarını bildirdi. Digital Battery Twin üzerinde yapılan çalışmalar, pil verilerini izleyen ve aşınma veya anormallik işaretleri konusunda uyarıda bulunan bir makine öğrenimi algoritmasını temel alan onarım tahminine sahip bir başlangıç fonksiyonuyla sonuçlandı.
Pilin dijital ikizini oluşturmak için çeşitli veri kaynaklarına ihtiyaç vardır. Performans modülü olarak adlandırılan bir modül, pilin elektriksel davranışını basitleştirilmiş bir şekilde tanımlamak için temel görevi görür ve yerleşik yaklaşımlar (direnç-kapasitör modeli gibi) üzerine inşa edilebilir. Ayrıca pil hücresindeki süreçleri simüle eden daha karmaşık bir elektrokimyasal model de bulunmaktadır. Bir diğer önemli nokta ise pilin soğuğa veya sıcağa nasıl tepki vereceğini tahmin etmek için kullanılabilen termal modeldir.
Porsche Mühendisliği söz konusu olduğunda, bu modeller esas olarak bireysel hücreler veya hücre modülleri ile yapılan laboratuvar testlerine dayanmaktadır ve pilin araçta nasıl davranacağını yalnızca sınırlı bir ölçüde tahmin edebilmektedir. Bu nedenle test araçlarından veya hücrelerin ölçüldüğü test tezgahlarından gerçek saha verileri kullanılır. Müşterilerin bir veri alışverişi programına katılmaları durumunda bu, filodan gelen verilerle desteklenir. Saha verileri, müşteri kullanım davranışındaki kalıpları tanıyacak yapay zeka algoritmalarını eğitmek için kullanılır. Örneğin tek tek hücrelerdeki sıcaklık veya voltaj sapmaları, erken aşınma ve anormalliklerin göstergesi olabilir.
Ancak Porsche Engineering, yapay zekanın yalnızca sahada veri tabanı bulunan yönleri tanıyabileceğini belirtiyor. Yollardaki neredeyse hiçbir elektrikli araç dört yıldan daha eski olmadığından, uzun vadeli yaşlanma etkileri hakkında açıklama yapamıyor. Porsche Engineering mühendislerinin her iki dünyayı bir araya getirmesinin nedeni budur: Porsche Engineering geliştirme mühendisi Adrian Eisenmann, "Başarı, mevcut model tabanlı bileşenleri yapay zeka yöntemleriyle birleştirmede yatmaktadır" diye açıklıyor.
Bazı start-up'lar halihazırda yalnızca pil verilerini analiz etmeye odaklanıyor. Ancak Porsche Engineering'in bakış açısına göre sadece hücrelere ve modüllere bakmak yeterli değil: Şirketini her iki dünyada da evinde gören Başkan Joachim Schaper, "Ayrıca araçtaki süreçlere ilişkin kapsamlı bilgiye de ihtiyacınız var" diye vurguluyor: "Örneğin, Mühendisler, Porsche e-araçlar için akü yönetim sisteminin büyük parçalarını ve sürüş için darbe invertörlerini geliştirdi. Aynı zamanda, Porsche Engineering son derece uzmanlaşmış pil verisi bilimcilerini istihdam ediyor.”
Şirketin uzun vadeli hedefi yalnızca genel bir Dijital Pil İkizi yaratmak değil, aynı zamanda gelecekte bireysel araç akülerinin dijital temsilini de yaratmaktır. Porsche Engineering, "Bulutta çalışabilir ve istek üzerine müşterilere, sürüş performansından ödün vermeden davranışlarının pilin hizmet ömrünü nasıl uzatabileceği konusunda bilgi sağlayabilir" diyor. Dayanıklılık üzerinde olumlu etkisi olan bazı faktörler yaygın olarak bilinmektedir: Şarj durumu (SoC) yüzde 30 ila 70 arasında sabit tutulmalı ve aşırı dış sıcaklıklardan kaçınılmalıdır. Ancak bunlar pek çok faktörden sadece birkaçı; Porsche Mühendisliği, pil yaşlanmasının, özellikle sahada ayrılması zor olan birçok faktörün karmaşık bir etkileşimi olduğuna dikkat çekiyor.
Porsche mühendislerinin bakış açısına göre, dijital benzerin gelecekte aracı kişiselleştirmek için kullanılabileceği bile düşünülebilir. "Müşterinin sürüş tarzını talep üzerine analiz edebiliyoruz ve aşınma ve yıpranmayı en aza indirecek şekilde akü yönetim sistemindeki parametreleri değiştirebiliyoruz" diyorlar. Dijital ikizler aynı zamanda gelecekte, hatta muhtemelen otomotiv sektörünün dışında yeni pillerin geliştirilmesine yönelik de önemli bilgiler sağlayabilir. Pillerin aşınma ve yıpranmasına ilişkin kapsamlı veri toplanması, Voltfang veya The Mobility House şirketinin üstlendiği sabit depolama gibi ikinci yaşam uygulamalarında da daha iyi kullanıma olanak sağlar. Scharper ayrıca şunu belirtiyor: "Hücreler hakkındaki bilgi aynı zamanda kamyonlara, e-bisikletlere ve teknelere de aktarılabilir."
