Gestión segura de la batería de EVs utilizando aprendizaje por refuerzo

Abstract

Las baterías de iones de litio son el dispositivo de alimentación estándar de los vehículos eléctricos (EVs) como alternativa de elección para reducir las emisiones de CO2. Pero antes de convertirse en una tecnología fiable, las baterías de iones de litio deben hacer frente a dos grandes retos: las reacciones electroquímicas indeseables debidas a tasas de carga excesivas y el tiempo considerable que tarda un EV en cargarse. Por tanto, es necesario emplear perfiles de corriente equilibrados que eviten tanto los graves efectos de degradación de la batería como las molestias a los usuarios finales. En este trabajo, los autores proponen un enfoque de aprendizaje profundo por refuerzo de exploración segura (SDRL) para determinar los perfiles de carga óptimos en condiciones de funcionamiento variables. Una de las principales ventajas de las técnicas de RL es que pueden aprender de la interacción con el sistema simulado o real incorporando la no linealidad y la incertidumbre derivadas de las condiciones ambientales fluctuantes. Sin embargo, como las técnicas RL tienen que explorar estados indeseables antes de obtener una política óptima, no ofrecen garantías de seguridad. El enfoque propuesto pretende mantener cero violaciones de las restricciones a lo largo de todo el proceso de aprendizaje incorporando una capa de seguridad que corrige la acción si es probable que se viole una restricción. El método propuesto se prueba en el circuito equivalente de una batería de iones de litio considerando condiciones de variabilidad. Los primeros resultados muestran que SDRL es capaz de encontrar políticas de carga optimizadas y seguras teniendo en cuenta un compromiso entre la velocidad de carga y la vida útil de la batería.

Keywords

• Safe-RL
• SOC
• envejecimiento de la bateria
• variabilidad