天天快讯:产学研联动探索新能源汽车“安全之道” 上理工团队研发“电池医生”

东方网记者傅文婧2月6日报道：新能源汽车正在成为人们出行的主流交通工具，电动汽车的销量也日渐火爆，但与之相关的电车自燃、电池短路等意外也常有耳闻。那么，是否可以有一位“电池医生”，通过每次充电实时对电池安全进行“体检”从而保障行车安全呢？

郑岳久教授

日前，上海理工大学机械工程学院郑岳久教授带领学生围绕电池管理领域，完成了“冗余主动监控电动汽车充电的充电机控制方法”及“一种电池内短路的诊断方法”2项专利，并成功将专利转让给新能源领域企业——道通科技，校企携手探寻新能源汽车的“安全之道”。

(资料图)

新能源汽车有三大核心件：电池、电机和电控，其中电池的健康状态直接影响到汽车的动力、安全性，如何准确估计电池健康状态、避免电池老化造成的安全隐患，成为各国企业、高校、研究机构等致力探索的领域。郑岳久表示：“研究电池健康状态，必须对电池的内短路问题进行早期的检测，一旦电池内短路问题发展到后期，形成放热链式反应，其发展过程不可阻断，便会发生热失控，引发电池起火等危险。”

目前针对电池内短路问题，行业内形成了“直接特征差异分析”“特殊电路分析”“基于模型差异分析”等常见的检测方法，然而这些方法仍存在无法探测早期征兆、无法实现在线检测、检测精度受模型效果影响等缺点。

“电池医生”工作原理

郑岳久团队所研发的“电池医生”从内短路检测、电池一致性分析、电池健康状态估算三方面着手，规避了常见检测方法的弊端，将电池机理和大数据有机结合，兼备高效性和敏锐性，从动力电池安全问题着手，解决新能源行业痛点。“它不像其他算法需要长时间收集海量数据，任意两次数据便可对电池的状态进行有效检测，为用户提供了极大的便捷，具有极强的实用性。”郑岳久解释道，“它也不像其他算法只能进行笼统的估算，而是可以精确定位到每个单体发生内短路的情况，精度高、准确性强。”

试想一下，每次给电动汽车充电的时候，电池包的电流、电压、温度等数据同时上传至云端数据库，通过对数据实时分析，分别检测出电池包内电池是否发生内短路、电池的老化程度等，并及时反馈给用户以采取相应的措施、避免危险的发生，这样的定期“体检”是否会推动更多的消费者放心选购电动汽车及充电桩呢？为了实现这一场景，郑岳久团队联合道通科技推动着“电池医生”由实验室走进了工厂，从分散的理论到无数次实验的失败再到实际的应用，这一过程凝聚了研发人员大量的心血。

“在实验室里，电池医生很容易检测出单独车辆电池的情况，然而在实际应用中，转化的难点在于它不能只满足一种车型的需要，而应该适配所有车型。”团队成员周昊同学回忆道。针对这一棘手问题，团队致力添加了海量的数据处理模块，经历多轮的数据分析验证后，再重新规划实验，以求能够充分验证技术方案，保证更优质的数据进入算法从而实现最精准的检测，把误差降到最低。

郑岳久指导学生实验

在郑岳久的带领下，团队将“电池医生”在几千辆电动汽车上进行了验证，以确保其可以与市场上主流的50余款车型适配。“通常情况下，某个车企只服务于自己的消费用户，我们这一项目的落地，在一定程度上将打破行业的某种限制，让更多车型的消费用户获益。”更值得一提的是，走出实验室的“电池医生”，不仅适用于电动汽车行业，任何需要电池检测的行业它都可以保驾护航，让“体检”有了更广泛的适用范围。

“在传统的燃油车领域，国际上这方面的技术已有了上百年的积淀，国内自主品牌很难在发动机、变速箱、底盘等关键领域实现赶超。2012年，科技部‘十二五’《电动汽车科技发展规划》正式提出确立‘纯电驱动’技术转型战略。2015年，中国新能源汽车在全球占比第一，销量超过全球50%以上……”在团队成员、专利第一作者高文凯看来，作为汽车领域的学子，意识到新能源汽车是一个新兴的领域，一定也存在很多未知的问题有待探索发现、寻找答案，因此一进入上理读研，他就“瞄准”了郑岳久团队的电池故障诊断方向。“做科研最吸引人的，就是对未知的探索，写专利本身不困难，难的主要是前期在技术实现上要经过多轮的迭代，同时需要不断的查找最新的相关文献资料等，并主动与导师或者同门师兄师姐们交流。”

“目前我们的‘电池医生’还有需要完善的地方，比如解决不同工况的能力欠佳等，我们正在尝试在计算电量时加入修正公式……”周昊介绍，在导师的指导下，他与高文凯等同门师兄弟组成的团队将在电池故障诊断领域开展着接力，努力找寻更多新能源汽车的未知答案。