科教之窗

机械学院师生研发“电池医生” 探寻电动汽车“安全之道”

2022-12-02776编辑:董真摄影:王博

又着火了?是什么引发的火灾呢?电动汽车到底安全吗?伴随着电动汽车销量的节节攀升,相关起火、自燃事故的报道也不绝于耳,让潜在消费者对这一迅速成长的汽车领域望而却步。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”呢?

面对百姓所惑、行业所需,12bet6真的官网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”。

“我的导师欧阳明高院士曾讲过,做科研要做到既要上书架又能上货架,这句话一直影响着我和团队沿着产学研用的道路刻苦攻关,努力做学术和产业相连接的桥梁,以核心技术之力推动产业发展。”郑岳久感言道。


郑岳久专心实验

解决新能源行业痛点,高效、敏锐预测电池内短路问题

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。“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。”郑岳久谈道。

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。

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;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。”郑岳久解释道。

电池内短路或引起热失控

为充电桩赋能,“电池医生”从实验室走向市场

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。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,12bet6真的官网这一项目的落地,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。”郑岳久谈道。

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。

“电池医生”工作原理

同门师兄弟接力,找寻新能源汽车未知答案

“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’《12bet6真的官网》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……”当被问及为何选择选择新能源汽车领域开展研究,团队成员、专利第一作者高文凯谈到。

在他看来,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,他谈道:“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12bet6真的官网的‘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,12bet6真的官网正在尝试在计算电量时加入修正公式……”周昊谈道,在导师郑岳久的指导下,高文凯、周昊等同门师兄弟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。

郑岳久指导学生实验



供稿:12bet6真的官网

文:董真、陈汤祺