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圖為同濟大學(xué)汽車(chē)學(xué)院副院長(cháng)魏學(xué)哲發(fā)表演講

10月17日，“第五屆動(dòng)力電池應用國際峰會(huì )（CBIS2020）暨首屆中國新能源新材料（寧德）峰會(huì )”在福建寧德召開(kāi)。本屆峰會(huì )由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )、福建省寧德市人民政府、電池中國網(wǎng)，以及寧德時(shí)代、電化學(xué)儲能技術(shù)國家工程研究中心和21C創(chuàng )新實(shí)驗室聯(lián)合主辦。在“發(fā)掘動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值與機會(huì )”主題論壇上，同濟大學(xué)汽車(chē)學(xué)院副院長(cháng)魏學(xué)哲發(fā)表了題為《為云管理賦能——鋰離子電池電化學(xué)阻抗車(chē)載獲取和應用》的主題演講。

“做電池管理最基本的一個(gè)問(wèn)題是希望把化學(xué)、物理的東西數學(xué)化、信息化、透明化，”演講伊始，魏學(xué)哲首先向與會(huì )代表揭秘了推動(dòng)電池狀態(tài)監測、電池管理等方面要與大數據進(jìn)行聯(lián)系的內在邏輯。

由于動(dòng)力電池目前還有很多問(wèn)題還亟待解決，如衰減過(guò)快、衰減無(wú)法準確判斷，充電、續航、安全等都沒(méi)有具象化、可視化的信息可做參考，目前電池就像一個(gè)完全“黑箱”的東西，我們如何把“黑箱”變成“灰箱”，最后變成“白箱”？“我們要做一個(gè)透明的發(fā)動(dòng)機，你不要以為它就是個(gè)鐵疙瘩，其實(shí)整個(gè)燃燒過(guò)程我們可以看得一清二楚，就是同樣要把電池逐漸從‘黑箱’變成‘白箱’，這將是電池規模應用必須要面對和解決的一個(gè)非?；镜膯?wèn)題?！蔽簩W(xué)哲表示。

魏學(xué)哲還指出，未來(lái)汽車(chē)“智能化”將是必備屬性，而電動(dòng)汽車(chē)也是一個(gè)智能移動(dòng)終端載體，不僅僅是是一個(gè)交通出行工具，“單一的車(chē)輛一定會(huì )和大數據、云計算結合在一起?！边@就需要對電池各方面的狀態(tài)和數據進(jìn)行‘可視化’，發(fā)展到目前的第三代電池管理系統一定要能夠做到精準、及時(shí)全周期的電池狀態(tài)估計和診斷管理，這也將為智能化提供很好的基礎。

此外，目前電動(dòng)汽車(chē)殘值比較低的問(wèn)題比較突出，而核心問(wèn)題是電池的殘值很低?！爱斘覀儗σ粋€(gè)東西不了解的時(shí)候，一般都會(huì )按照最低的價(jià)格來(lái)評估它，電動(dòng)汽車(chē)殘值低的問(wèn)題核心就是電池信息不透明，”魏學(xué)哲表示，可能很多電動(dòng)汽車(chē)退役后，電池仍然是好的，可以繼續使用或梯次利用，但是缺乏關(guān)于電池的詳細信息數據和狀態(tài)數據，同時(shí)社會(huì )上也缺乏相關(guān)積累，因而都會(huì )按照最差的“價(jià)格”來(lái)估計它，這也是電動(dòng)汽車(chē)殘值低的問(wèn)題所在。

無(wú)論是基于對電池信息的“白箱”研究，還是為了整個(gè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，亦或者為了后續的再利用，對電池信息，尤其是全生命周期內的數據做到“可視化”都非常必要且迫切。

正是基于此認識，同濟大學(xué)汽車(chē)學(xué)院和國內眾多科研機構正在努力尋找電池“可視化”的途徑，并且很多理論數據應用到實(shí)際測試中。

“阻抗是電池信息的重要特征參數，”魏學(xué)哲解釋稱(chēng)，充放電過(guò)程中包括Li+在內的離子和電子不斷在電池內部定向運動(dòng)，阻抗反映了離子和電子在電池不同區域、不同過(guò)程運動(dòng)所受到的阻力，而滿(mǎn)足線(xiàn)性、穩定性、因果性條件下，通過(guò)對電池上的電壓、電流進(jìn)行時(shí)頻域分析可以得到阻抗，而基于這種理論演繹和驗證，則可以進(jìn)一步了解電池的真實(shí)狀態(tài)。

魏學(xué)哲指出，阻抗是包括鋰離子電池在內的化學(xué)電源的重要參數，與內部過(guò)程密切相關(guān)?！皩τ谄?chē)應用，電池阻抗數據的將為云端電池管理提供新穎的角度；以目前的技術(shù)現狀，在充電時(shí)完成阻抗測量已具備工程化應用的可能；基于電池阻抗可以實(shí)現溫度估計、壽命狀態(tài)估計、壽命預測、壽命衰減模式識別、診斷等豐富應用，”魏學(xué)哲表示，未來(lái)能源網(wǎng)絡(luò )高度依賴(lài)化學(xué)電源，阻抗在不同場(chǎng)景具有廣闊的應用空間，“阻力”變“動(dòng)力”。

演講中，魏學(xué)哲進(jìn)一步介紹了LFP和NCM電池材料在阻抗方面的特性。據魏學(xué)哲介紹，對于所研究的LFP和NCM電池，存在一定頻率范圍內（1Hz~100Hz）的阻抗角對溫度變化非常敏感?！白杩菇菍囟确浅Ｃ舾械奶卣?，以及雙方的密切關(guān)聯(lián)性，對電池內部溫度等參數進(jìn)行測算和驗證，可逐漸使得其更為透明，“基于此理論和方法，目前內部測算跟實(shí)際結果誤差可以控制在0.5度以?xún)??！睋簩W(xué)哲透露，這將對電池的信息掌握提供很強的參考價(jià)值。

魏學(xué)哲表示，在整個(gè)能源革命里面，電池都會(huì )扮演一個(gè)核心角色，這個(gè)核心角色里面我們需要對它進(jìn)行“白箱化”處理，對這個(gè)電池的內容搞清楚，阻抗是一個(gè)重要的參數，而除了阻抗這個(gè)參數，其實(shí)還有其他參數我們需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。