機(jī)械產(chǎn)業(yè)、電子產(chǎn)業(yè)平常會(huì)漸漸走勢(shì)數(shù)字化設(shè)置或許數(shù)字化治理的方向，電池還不例外，但電池的數(shù)字化公路赫然難走得多。

2022年11月17日，由蓋世車子主持，上海虹橋世界中央商務(wù)區(qū)管委會(huì)、上海閔行區(qū)國(guó)民政府指導(dǎo)，上海南虹橋投資開(kāi)發(fā)（團(tuán)體）局限企業(yè)協(xié)辦的2022第二屆車子能源電池論壇上，同濟(jì)大學(xué)車子學(xué)院教授魏學(xué)哲顯示，電池治理終歸必定會(huì)擴(kuò)充到電化學(xué)數(shù)字電源的概念。塑造數(shù)字電源，須要從數(shù)字化建模、數(shù)字化測(cè)量和數(shù)字化治理三方面的事業(yè)入手。

另外，未來(lái)少許情景下車電分離或?qū)⒊蔀橐淮筅呄�。魏學(xué)哲重申，關(guān)于電池治理而言，須要關(guān)注的非是車端階段的生命，卻是全壽命周期的生命難題。

魏學(xué)哲｜同濟(jì)大學(xué)車子學(xué)院教授

之下是演講內(nèi)容梳理：

今日咱把咱們課題組以及咱私人的思考，起了個(gè)名字叫《數(shù)字技藝驅(qū)動(dòng)電池變革》，談到電池，起首就會(huì)談到資料難題，電池產(chǎn)業(yè)的底層技藝是是電化學(xué)，再往上是資料難題，全無(wú)疑問(wèn)，20好幾年來(lái)，資料技藝是電池技藝進(jìn)步的第一驅(qū)能源。

資料又分為正、負(fù)極和電解液，負(fù)極資料包涵石墨、硅碳、鋰金屬等，正極資料包涵磷酸鐵鋰、三元等，電解液則正從液態(tài)走勢(shì)固液混合和固態(tài)。

談到電池設(shè)置，電池實(shí)質(zhì)上不容易兼顧不同的特性，某種意義上講是個(gè)“蹺蹺板”，例如能量密度和平安性是矛盾，功率和生命是矛盾，不容易做到面面兼顧，必需要作出取舍。

此外，咱們觀看到電池封裝的技藝進(jìn)步，如圓柱、軟包、方形，在電池封裝背后有好多技藝路線支撐，包涵制造工藝、配備自動(dòng)化等各式難題，牽一發(fā)而動(dòng)全身，涉及到很長(zhǎng)的資產(chǎn)鏈條。電池封裝正走勢(shì)大型化、大模組化。電池越做越大，必定會(huì)帶來(lái)絕對(duì)性的難題，盡管大型化帶來(lái)的能量密度更高，體積應(yīng)用率更高，但生產(chǎn)難度也會(huì)明顯增添。

因而，盡管電池技藝迅速進(jìn)行，資料設(shè)置不停進(jìn)步，但要求和各方面約束也越來(lái)越多，從車端利用來(lái)講，電池的利用要求越來(lái)越多，有的會(huì)追求快充，有的會(huì)追求長(zhǎng)續(xù)航，有的請(qǐng)求在十分惡劣的環(huán)境下可行運(yùn)用，總之有各式請(qǐng)求，不可能做一款電池包攬悉數(shù)要求，必定要鑒于要求并發(fā)展定制化的開(kāi)發(fā)。

回歸專題，機(jī)械產(chǎn)業(yè)、電子產(chǎn)業(yè)平常會(huì)漸漸走勢(shì)數(shù)字化設(shè)置或許數(shù)字化治理的方向，電池還不例外，但電池的數(shù)字化公路赫然難走得多。

電池設(shè)置的數(shù)字化要從要求出發(fā)，鑒于對(duì)能量密度、功率密度、重復(fù)生命、充電速度的考量，須要以數(shù)字化作為技藝底座，深度理解利用工況，以仿真作為試錯(cuò)方法，才能能走好電池的數(shù)字化之路。

電池在設(shè)置以后會(huì)在工廠發(fā)展生產(chǎn)，生產(chǎn)后會(huì)映入十年甚而更長(zhǎng)時(shí)間的利用期，利用期內(nèi)，廠家也應(yīng)當(dāng)做好對(duì)電池的全壽命周期治理。

咱們?cè)賮?lái)看電池治理體系的演變這條線，第一階段最重要的是對(duì)鋰離子電池簡(jiǎn)單出難題的幾個(gè)參數(shù)發(fā)展庇護(hù)和干預(yù)：電壓、電流、溫度的上限和下限，庇護(hù)是第一階段的根本思路，但這赫然不夠。

因而就顯露了電池平安治理的第二階段，起首是做體系架構(gòu)的更新，將幾百個(gè)電池，甚而上千個(gè)電池分而治之，發(fā)展模塊化料理，這樣由若干模塊級(jí)單元組合為一種包級(jí)單元。自然這也樣做也有難題，包括多電位的并存采樣、跨電位之中的通訊、絕緣難題等等。

日前的電池治理存留著哪些難題？便是做各式“預(yù)計(jì)”，包括SOC、SOH、SOP、SOT，合在一同叫SOX，便是參數(shù)與狀況預(yù)計(jì)，本來(lái)質(zhì)困境便是測(cè)量太少，預(yù)計(jì)太多，要在低頻、低精度測(cè)量數(shù)據(jù)的根基上演繹繁雜算法。

總結(jié)一下，第一代BMS實(shí)質(zhì)上是面向電壓、電流的閾值治理，可行稱之為是保持生存的階段；第二代BMS是面向電量、功率、能量預(yù)計(jì)，解決的是溫飽難題；此刻要向第三代BMS演進(jìn)，解決長(zhǎng)生命和平安難題。

本來(lái)，電池想要實(shí)現(xiàn)大范圍的長(zhǎng)生命運(yùn)用，僅僅依托生產(chǎn)階段是不現(xiàn)實(shí)的，必定要面臨全壽命周期可能顯露的各式難題，以上講了兩條線，一種是電池設(shè)置的數(shù)字化根本思路，一種是電池運(yùn)轉(zhuǎn)的治理體系演變，要解決以上難題，必定須要數(shù)字化模子和精準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)，這是電池?cái)?shù)字化的根基。

但此刻存留的難題是，設(shè)置層次的模子相比弱，電池資料等級(jí)的測(cè)量伎倆和測(cè)量數(shù)據(jù)都十分豐富，但到了電池階段，就被封成了黑箱，可行用的參數(shù)十分少，運(yùn)轉(zhuǎn)階段的參數(shù)和設(shè)置階段的參數(shù)十足割裂。

日前電池可用的模子可行分為：1、等效電路模子；2、電化學(xué)機(jī)理模子；3、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模子。

機(jī)理模子的根基模子構(gòu)架是多孔電極理論均質(zhì)模子，但為了能實(shí)用，須要打破少許假設(shè)，如對(duì)電池的真正微構(gòu)造發(fā)展重構(gòu)，可行借助觀測(cè)伎倆，對(duì)電池成像接下來(lái)重構(gòu)。如觀看電池在全壽命周期的構(gòu)成和構(gòu)造有無(wú)有產(chǎn)生改變，鑒于此建立全壽命周期的電池模子。

有模子以后還須要真正的測(cè)量數(shù)據(jù)作為反饋，既要有微觀的測(cè)量，也要有宏觀的測(cè)量。源于電池資料等級(jí)的表征資料曾經(jīng)充足豐富了，要把資料等級(jí)的表征伎倆和宏觀的表征伎倆聯(lián)合，構(gòu)建Cell等級(jí)的表征伎倆和測(cè)量伎倆。

這就可能包括重復(fù)進(jìn)程中的應(yīng)力和應(yīng)變測(cè)試、電池的CT掃描、電解液、溫度分布概況的超聲波掃描、分布式溫度測(cè)量等。

在此根基上，將傳感器集成到電池里，幫助測(cè)量、剖析SOC和SOH、氣體、析鋰檢驗(yàn)等，加上數(shù)據(jù)的智能料理，就能改良電池表里溫差、改良充放電戰(zhàn)略，檢驗(yàn)電池老化、預(yù)測(cè)熱失控等難題。

然則，電池智能化以后勢(shì)必面對(duì)里面?zhèn)鞲斜O(jiān)測(cè)的諸多利用與挑戰(zhàn)，例如傳感器植入的封裝難題；不當(dāng)植入形成嵌鋰不勻稱的難題，傳感器形成極片凸起的難題，離子傳輸受阻和副反映產(chǎn)氣等難題。

即便不做傳感器植入，外部測(cè)量也有提高的體積，如經(jīng)過(guò)AFE的硬件創(chuàng)新和寬頻阻抗測(cè)量，可改進(jìn)電池生命預(yù)計(jì)、生命形式辯別和故障診斷，咱們采納了聚集鼓勵(lì)、分布測(cè)量的技藝路線，取得了較沒(méi)有問(wèn)題成效。。

容易總結(jié)一下：電池的數(shù)字化治理包括三個(gè)方面的事業(yè)，1、從顆粒等級(jí)的模子到整包的模子建模，構(gòu)建電化學(xué)機(jī)理、資料學(xué)表征、數(shù)據(jù)特征發(fā)掘全個(gè)鏈路的全模子，包涵云端模子與算法、車端模子與算法；2、數(shù)字化測(cè)量，包涵多物理量測(cè)量、鑲嵌式傳感、智能電池設(shè)置三個(gè)范疇；3、數(shù)字化治理，包涵車云合一感知、主動(dòng)預(yù)測(cè)治理操控，包涵高低溫?zé)嶂卫�、快充治理、車網(wǎng)互動(dòng)治理等幾個(gè)部分。

總而言之，電池治理技藝將和電池?cái)?shù)字化技藝相聯(lián)合，終歸走勢(shì)電化學(xué)數(shù)字電源，數(shù)字化將成為該全功效電化學(xué)電源體系的焦點(diǎn)方法論。

（以上內(nèi)容來(lái)源同濟(jì)大學(xué)車子學(xué)院教授魏學(xué)哲于2022年11月17日由蓋世車子主持，上海虹橋世界中央商務(wù)區(qū)管委會(huì)、上海閔行區(qū)國(guó)民政府指導(dǎo)，上海南虹橋投資開(kāi)發(fā)（團(tuán)體）局限企業(yè)協(xié)辦的2022第二屆車子能源電池論壇上發(fā)表的《數(shù)字技藝驅(qū)動(dòng)電池變革》專題演講。）