电池系统多维感知与智能管控

汇报人：#魏学哲 2024年08月 汇报提纲 应对电池失效问题的困境电池多维参量的外部测量三、电池多维参量的内部测量四、电池管理系统新架构五、总结 背景 大规模应用中电池失效导致的事故频繁发生 面临性能衰减和安全退化两大失效挑战 满电续航里程数随着充电次数下降 电池失效原因复杂 电池是强非线性、强时变的物理化学系统，机理复杂、影响因素多且互相耦合 电池新趋势使得BMS失效管理更加困难 电池电热力等信号可体现动力电池失效过程 汇报提纲 一、应对电池失效问题的困境电池多维参量的外部测量三、电池多维参量的内部测量四、电池管理系统新架构五、总结 简单电压和电流信号-电池SOH估计 提出新的健康评价指标因子：SoNA（StateofNonlinear Aging) 简单电压和电流信号-电池异常识别 电化学阻抗信号一析锂在线诊断 基于1Hz动态阻抗的锂电池快充折锂在线检测_ 折锂导致电池传荷阻抗发生下降 基于充电过中电池的动态阻抗完成折印检视在直流充电电流的基础上登加小幅值电流激励并同步测量电池电压响应并利用FFT计竞电池动态阻抗使用现有BMS架构即可完成折在线检测使用电化学工作站和快速原型对算法进行了验证 通过阻抗测量将折锂检测问题转化为阻抗山线是否加速下降的二元分类问题，数据驱动算法很好的完成了识别 多阶段恒流工况下依然适用 电化学阻抗信号温度在线估计 电池内部温度估计 在1Hz-100Hz范围内，电池的阻抗角与温度存在一一对应的关系2.阻抗角由线在该频率范围内受SOC的影响比较小，特别是在10Hz左右，SOC基本不影响阻抗角这种明显的规律在电池的温度变化时也成立 热信号-电池温度动态解析及特性演变 基于光纤传感器分布式测温及预警 空自区域：温度过高导致光纤传感器数据缺失热失控演变顺序：最先是右上角的#1模块电池组发生热失控随后从右往左、从上至下蔓延基于准分布式温度测量，所开发的预警算法可实现提前预警 力信号-内部状态精细化识别与安全预警提升 汇报提纲 一、应对电池失效问题的困境电池多维参量的外部测量三、电池多维参量的内部测量四、电池管理系统新架构五、总结 前沿探索：电池内部信号的测量 前沿探索：电池内部信号的测量 结果示例：内部植入光纤测量温度并实现电池长循环运行 随着电池的老化，！放电阶段的温升更为迅速。以1AI容量的LFP软包电池为例，其温升从新鲜状态的18°C/h迅速上升至27C/h（1C倍率放电） 汇报提纲 一、应对电池失效问题的困境电池多维参量的外部测量三、电池多维参量的内部测量四、电池管理系统新架构五、总结 电池管理系统能力与电池的发展不匹配 电池管理系统架构需要进一步优化 AFE需要具备电池模组级的多维信号测量、存储与计算能力 电池高维数据并未得到高效存储和计算 需要创新电池数据处理（存储和计算）的模型算法及软硬件体系 研究探索：电池管理系统新架构 通过AFE测量电池模组外部多维参量并实现管控 研究探索：智能电池 芯片对电芯内部的多维信号进行处理与计算 在单体级形成管理并最终形成智能电池 汇报提纲 一、应对电池失效问题的困境电池多维参量的外部测量三、电池多维参量的内部测量四、电池管理系统新架构五、总结 以信息作为负滴输入来对抗电化学电源自身固有的滴增趋势 心感谢各位专家！