為此，中國電動汽車百人會于9月3日在南京召開了動力電池數(shù)據(jù)價值挖掘與SOH評估研討會，就動力電池大數(shù)據(jù)利用和SOH算法相關(guān)問題展開討論。本次研討會分為動力電池數(shù)據(jù)平臺功能性與數(shù)據(jù)挖掘、動力電池SOH設(shè)計與應(yīng)用兩個部分，共有23家企事業(yè)單位50名代表參與討論。

 

動力電池健康狀態(tài)評定直接影響新能源二手車交易

 

上海市新能源汽車公共數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測研究中心副主任丁曉華：

 

上海計劃在年底將動力電池SOH估算和預(yù)測研究成果在汽車后市場推廣。上海市新能源汽車動力電池開放數(shù)據(jù)庫平臺通過每10秒或30秒采集本地新能源汽車電池包電壓、電流、最高溫度、最低溫度，以及單體的最高溫度、最低溫度，利用充電電流積分法和行駛里程法開展動力電池SOH估算和預(yù)測研究。預(yù)計年底將首先應(yīng)用在汽車后市場，為電池做評定。雖然評定的準確度不能做到95%或93%，但希望能做到優(yōu)、良、中幾個等級，便于在車輛交易的時候提供參考。

 

動力電池監(jiān)控平臺是大數(shù)據(jù)利用的載體和保障

 

中航鋰電科技有限公司失效分析負責(zé)人王純德：

 

中航鋰電從2月份開始搭建動力電池數(shù)據(jù)平臺，計劃分兩期完成。第一期搭建平臺框架，實現(xiàn)基本功能。通過對市場需求功能調(diào)研，識別并匯總共計108項需求分類，主要包括運行工況類46項，故障報警及預(yù)警類27項，電池性能檢測分析類25項，電池壽命及健康類10項。第二期將數(shù)據(jù)導(dǎo)入平臺，實現(xiàn)設(shè)計過程、測試數(shù)據(jù)和終端數(shù)據(jù)整合。通過數(shù)據(jù)整合之后，一是有效檢測過程中的異常情況；二是通過跟后端合作更好地實現(xiàn)預(yù)警功能。

 

整個動力電池平臺項目分為三個層次，基礎(chǔ)層、功能層、業(yè)務(wù)層。基礎(chǔ)層包含整車工況；功能層包含電池安全預(yù)警、電池健康評估、電池壽命評估、電池故障預(yù)警、電池殘值評估等；業(yè)務(wù)層包含整車廠要求、產(chǎn)品研發(fā)、質(zhì)量改善、售后服務(wù)、失效分析、梯次利用、應(yīng)用商評價等。

 

監(jiān)管機構(gòu)主導(dǎo)和電池廠主導(dǎo)可能是動力電池大數(shù)據(jù)合作的主要方式

 

深圳市比亞迪鋰電池有限公司BMS研究部經(jīng)理馮天宇：

 

動力電池大數(shù)據(jù)有四大痛點：

 

1.無追溯是指很多在生產(chǎn)端、換電以及電池離開車的期間，電池數(shù)據(jù)不在整個電池全生命周期數(shù)據(jù)管理的鏈條中，影響整個電池包的全生命周期可追溯。

 

2.數(shù)據(jù)差是指國標要求數(shù)據(jù)30秒（有些企業(yè)可以做到10秒）更新一次，并且缺失單體電壓信息。

 

3.來源少是指涉及到用戶隱私保護和整車廠對于車輛狀態(tài)保護，數(shù)據(jù)如何共享或者如何有效利用起來還沒有很好的解決方案。

 

4.算法難是指電池的算法是一個交叉學(xué)科，除了對電池要有了解，還要具備大數(shù)據(jù)處理能力。

 

動力電池大數(shù)據(jù)有兩種合作模式，一是監(jiān)管機構(gòu)主導(dǎo)，另一種是電池廠主導(dǎo)。

 

監(jiān)管機構(gòu)統(tǒng)籌主導(dǎo)，有利于行業(yè)有序發(fā)展及標準統(tǒng)一。當(dāng)前階段，所有的電池數(shù)據(jù)都是從整車廠直接報送到監(jiān)管機構(gòu)，監(jiān)管機構(gòu)建立大數(shù)據(jù)平臺，在平臺上面可以開展應(yīng)用。

 

電池廠主導(dǎo)有利于電池全生命周期數(shù)據(jù)管理及深度應(yīng)用。動力電池在退役以后，仍有較長的生命周期，由于電池廠有電池和整包的設(shè)計數(shù)據(jù)，有電池的數(shù)字孿生模型，了解電池性能和控制策略，由電池廠管理具有天然優(yōu)勢。

 

從二手車殘值角度撬動主機廠共享電池數(shù)據(jù)

 

普華永道思略特管理咨詢執(zhí)行總監(jiān)劉昕：

 

動力電池殘值評估將直接影響二手車交易價值。對于整車廠而言，都追求品牌向上，而殘值管理正好是品牌向上的一個重要體現(xiàn)。在全世界范圍領(lǐng)域，為什么認為豐田的品牌要比其他汽車品牌強？原因之一就是豐田的二手車殘值比其他品牌貴10%以上。因此，對新能源汽車而言，動力電池殘值評估將直接影響二手車交易價值，如果沒有歷史數(shù)據(jù)做參考，將無法準確估算出動力電池的健康狀態(tài)。

 

動力電池大數(shù)據(jù)管理有助于提高換電運營效率和安全性

 

NIO Power電池運營技術(shù)負責(zé)人葉磊：

 

蔚來能源針對電池監(jiān)控提出了從L0到L4五個方面的能力。L0是數(shù)據(jù)接收層，主要負責(zé)全面分析接?數(shù)據(jù)質(zhì)量，解決原始數(shù)據(jù)丟失，錯誤，遺漏等問題；L1是信息處理層，主要負責(zé)實現(xiàn)告警、流轉(zhuǎn)、FOTA、維修、梯次利用全面溯源和處理；L2是預(yù)警診斷層，主要負責(zé)基于運行數(shù)據(jù)提前識別潛在隱患風(fēng)險，避免故障發(fā)生；L3是狀態(tài)評估層，主要負責(zé)全面評估電池運?狀態(tài)，分析影響因素，深度挖掘知識；L4是業(yè)務(wù)決策層，主要負責(zé)基于知識分析制定業(yè)務(wù)決策方案。

 

換電體系下的電池監(jiān)控運營效果顯著。云端預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用使隱患在演變?yōu)楣收锨凹纯杀惶綔y和處理，提前預(yù)警率達95%，識別準確率達95%。監(jiān)控運營反饋的異常經(jīng)質(zhì)量分析已識別的root cause為五大類共30多項。針對每一起root cause從設(shè)計改進、工藝優(yōu)化、供應(yīng)商管控、來料檢測等手段全面開展質(zhì)量閉環(huán)措施，從源頭降低隱患的發(fā)生概率。

 

動力電池數(shù)據(jù)管理能為持有者帶來經(jīng)濟效益

 

廣汽新能源電池利用模式高級經(jīng)理馬忠杰：

 

要讓用戶從經(jīng)濟性角度體驗到電池數(shù)據(jù)利用的價值。動力電池如果歸個人所有，只能在本地報廢車輛和電池，而且也不知道在哪個最合適的階段報廢或者做梯次利用，影響了動力電池的經(jīng)濟效益。但如果是電池資產(chǎn)公司做車電分離管理，通過動力電池大數(shù)據(jù)評估和預(yù)測SOH，動力電池的經(jīng)濟效益將會最大化，而且批量處理動力電池也會在環(huán)保和材料回收兩個階段產(chǎn)生規(guī)模效益。

 

前饋+閉環(huán)是電池系統(tǒng)控制的思維

 

清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院教授盧蘭光：

 

前饋可以是基于MAP或基于機理的數(shù)學(xué)模型，其中機理模型也可以稱之為孿生模型；大數(shù)據(jù)就是要靠計算機才能解決的足夠大的數(shù)據(jù)量；這里的閉環(huán)（算法）就是要用什么樣的算法去做這些大數(shù)據(jù)研究。在開展動力電池SOH評估和預(yù)測時，可以利用大數(shù)據(jù)提取工況特征或容量的衰減數(shù)值，比如：電池的車載運行工況或梯次利用的運行工況。但是，由于電池是新產(chǎn)品，機理也很復(fù)雜，產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)不能涵蓋所有情景，只采用大數(shù)據(jù)方法無法預(yù)測電池性能“跳水”。

 

因此，還需要采用孿生模型進行數(shù)據(jù)增強，即把電池的所有衰減模式或故障模式采用孿生模型生成，盡可能涵蓋所有的可能情況。然后，通過遷移學(xué)習(xí)+神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等AI機器學(xué)習(xí)方法展開研究，獲得電池的衰減模式。最后，根據(jù)實際運行大數(shù)據(jù)結(jié)果對孿生模型進行修正，進一步完善孿生模型。同時，也可以給電池管理提供改善方法。通過上述方法（機理結(jié)合大數(shù)據(jù)），可以預(yù)測未來電池的衰減模式，從而精確估計和預(yù)測電池SOH。

 

從測準、算準、預(yù)測三個維度解決動力電池SOH評估難題

 

深圳市比亞迪鋰電池有限公司動力電池安全與可靠性技術(shù)部主任研發(fā)工程師郭磊：

 

電池壽命計算和預(yù)估難點是如何有效獲得整車數(shù)據(jù)和模型算法的驗證。這方面主要是涉及很多部門間協(xié)作，數(shù)據(jù)量不僅比較多，而且受信息保密性制約，整車廠也不愿意提供數(shù)據(jù)。另一個難點是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前的工況結(jié)合，預(yù)測后期壽命走勢。

 

動力電池SOH模型設(shè)計主要分三個維度，首先是測準，其次是算準，最后是預(yù)測。在測準SOH階段，先盡量把電放空，在車輛行駛到SOC小于15%或者儀表顯示低電量時，在環(huán)境溫度20℃-40℃擱置24小時。私家車測試方法，把電池放空，消除極化，再開始以7kW的功率充滿電量即為剩余容量。運營車輛測試方法，前面的處理都一樣，主要是用快充容量作為它的容量標定。在算準階段，根據(jù)三種不同充電條件判斷，利用三種算法，按權(quán)重融合估算SOH。在預(yù)測階段，首先從大數(shù)據(jù)中獲取需要的字段，比如說倍率、溫度等，然后提取工況特性，開展SOH估算。

 

多維數(shù)據(jù)互補融合保障電池安全

 

欣旺達電子股份有限公司電池系統(tǒng)研究院院長姜久春：

 

現(xiàn)階段BMS側(cè)和T-BOX側(cè)未考慮電池起火預(yù)警，且算力無法支撐相應(yīng)算法，包括電池“猝死”的預(yù)測。云端數(shù)據(jù)質(zhì)量比較差，誤報率和漏報率相對較高。

 

在車載端，利用現(xiàn)有的T-BOX芯片增加一個邊緣計算模塊，未來可以把它裝在充電側(cè)。BMS可以做到10毫秒的采集和運算，T-BOX可以做到1毫秒，云端可以做到10秒。通過云端計算，發(fā)現(xiàn)異常點，可以到地面檢測站檢測（可以在充電過程中檢測），經(jīng)過兩層檢測后，如確實存在問題可及時干預(yù)。

 

三大工具助力換電站動力電池SOH評估

 

奧動新能源汽車科技有限公司研發(fā)中心電池技術(shù)部副總監(jiān)李攀：

 

大數(shù)據(jù)平臺。基于大規(guī)模運行數(shù)據(jù)進行SOH估算，獲取一定規(guī)模的電池系統(tǒng)長期運行工況數(shù)據(jù)和性能狀態(tài)，通過若干個簡單的模型挖掘出SOH的演化規(guī)律。

 

全局溫度測量。溫度是電池老化過程最重要的因子之一，基于對電池包內(nèi)所有電芯溫度的測量，可以有效的識別電芯衰減的差異，為系統(tǒng)高精度SOH提供有效的判斷依據(jù)。

 

新一代換電站電氣平臺。基于換電站電氣架構(gòu)的功能完善，電池在換電站即可完成電池容量測試，并基于多目標充放電策略的實現(xiàn)對電池放電能量保持率、能量效率保持率、峰值功率保持率、直流內(nèi)阻及其極差與方差的變化率、電壓極差與方差的變化率直接測算。

 

云端電池AI大數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建動力電池安全運行屏障

 

上海電享信息科技有限公司副總裁李佳：

 

基于AIoT和大數(shù)據(jù)技術(shù)建立電池運營和監(jiān)控平臺，實現(xiàn)對電池的全生命周期溯源管理、安全運行和智能防護。電池平臺可實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控電池運行數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，全面掌握接入平臺電池運營情況。當(dāng)發(fā)出報警信息時，根據(jù)報警級別和類型，進行電池召回、維修、處理、更換和狀態(tài)進度查詢等操作。通過電池預(yù)警存檔記錄對預(yù)警和健康情況進行分析和統(tǒng)計，再結(jié)合電池履歷，一致性，使用習(xí)慣等得到電池的健康評估和使用習(xí)慣建議。