新能源汽車電安全工作組(以下簡稱“工作組”)日前在上海臨港新片區(qū)召開成立大會。作為此次大會的籌辦負(fù)責(zé)人，上海伏達(dá)儲能數(shù)字化研究院(以下簡稱“伏達(dá)研究院”)理事長兼院長嚴(yán)曉探索新能源鋰電池安全檢測已有十余年時間。在他看來，伴隨著新能源產(chǎn)業(yè)近年來在中國高歌猛進(jìn)式的發(fā)展，新能源的全生命周期維護(hù)問題已經(jīng)提上日程。
工作組實行中國計量協(xié)會機(jī)動車計量檢測技術(shù)工作委員會和全國法制計量管理計量技術(shù)委員會機(jī)動車檢驗檢測分技術(shù)委員會雙重歸口管理，以提升新能源汽車電安全水平為目標(biāo)，通過建立產(chǎn)學(xué)研用合作和科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用平臺，推動行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化發(fā)展，提升工作組成員的技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)研究、計量測試、產(chǎn)品服務(wù)等能力。在當(dāng)天召開的大會上，來自全國各地的計量技術(shù)機(jī)構(gòu)、交通環(huán)保領(lǐng)域科研技術(shù)機(jī)構(gòu)、機(jī)動車檢驗檢測機(jī)構(gòu)、大專院校等多個領(lǐng)域的200余位專家、學(xué)者出席了會議。
伏達(dá)研究院成立于2022年，是嚴(yán)曉的二次創(chuàng)業(yè)。和其2018年創(chuàng)立的上海美克生能源科技有限公司(以下簡稱“美克生能源”)聚焦工商業(yè)儲能不同，嚴(yán)曉對于伏達(dá)研究院的定位是匯聚新能源領(lǐng)域的眾多專家與學(xué)者，將基于第一性原理的新能源知識圖譜數(shù)字化，進(jìn)而服務(wù)于儲能產(chǎn)業(yè)的全生命周期，對新能源電池“免拆解”的安全檢測是研究院將知識圖譜與應(yīng)用場景相融合(即譜景融合)的一個案例，而工作組的一個重要任務(wù)便是推動這一場景真正落地。
免拆解預(yù)診斷電池“老年病”
嚴(yán)曉早年從事物理學(xué)科研工作，從北京大學(xué)物理系畢業(yè)后通過李政道CUSPEA項目赴美國賓夕法尼亞大學(xué)攻讀博士，曾任職于香港科技大學(xué)、硅谷科技公司、中科院蘇州納米所、上海工程技術(shù)大學(xué)。2011年，嚴(yán)曉已經(jīng)看到了中國新能源浪潮即將到來。“當(dāng)時，我看了一本書，叫《第三次革命》，講的是能源革命的到來，我判斷新能源汽車會從中國先行崛起，成為房地產(chǎn)之后支撐中國經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，因為中國的傳統(tǒng)燃油車要想趕超是很難的，但換道超車往往可以實現(xiàn)，中國在新能源汽車上趕超歐美是有機(jī)會的。”
正是有了這一判斷，2014年正式回國后，嚴(yán)曉選擇在上海工程技術(shù)大學(xué)擔(dān)任教授，從事電池全生命周期的研究，“我們主要研究電池的老年病發(fā)展規(guī)律以及診斷方法。”在此期間，嚴(yán)曉和團(tuán)隊構(gòu)建了電池衰老規(guī)律的知識圖譜，開發(fā)了對動力電池進(jìn)行快速檢測獲得關(guān)鍵電池參數(shù)的設(shè)備“電池醫(yī)生”，并發(fā)現(xiàn)了鋰電池衰老過程中關(guān)鍵參數(shù)的變化規(guī)律。
新能源車的電池包由一節(jié)節(jié)小電池(電芯)組成。每一個電芯的電壓、電流和溫度都由BMS(電池管理系統(tǒng))監(jiān)管，依據(jù)對這些基礎(chǔ)信息的時間序列進(jìn)行分析可以挖掘深層信息，包括SOC(電池剩余電量)、SOH(電池健康狀態(tài)評估)等一系列參考指標(biāo)，以及電芯層面的內(nèi)阻、容量和自放電參數(shù)等關(guān)鍵電池參數(shù)(KBP)，從而根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預(yù)測電池壽命、評估殘值。“就好像我們?nèi)伺宕鞯慕】凳汁h(huán)，通過讀取手環(huán)收集的數(shù)據(jù)并加以分析來判斷我們是否存在腦梗心梗等急需處理的故障，以及是否具有‘三高’等亞健康或一致性問題。”嚴(yán)曉解釋說。
這套“免拆解”的安全預(yù)診斷方法可以提前數(shù)周發(fā)現(xiàn)在電池電芯層面的故障，進(jìn)而提出具體的維保措施，達(dá)到有效改善性能的效果，這項技術(shù)不僅可以應(yīng)用在對新能源車的檢測上，也可以用于儲能設(shè)備的檢驗檢測，因為儲能設(shè)備也是由多塊電池組成。
新能源電池預(yù)診斷的必要性
2018年創(chuàng)業(yè)后，嚴(yán)曉原計劃將這項技術(shù)商業(yè)化，但幾輪嘗試終未成功，“在中國賣軟件和獲取數(shù)據(jù)都太難了。”最終，其所創(chuàng)立的美克生能源將業(yè)務(wù)聚焦在工商業(yè)儲能電站的建設(shè)與運(yùn)營，成為分布式綠色能源聚合服務(wù)商，目前已經(jīng)完成D+輪融資。但在嚴(yán)曉看來，安全是新能源運(yùn)營的關(guān)鍵，無論對于儲能設(shè)備還是新能源汽車，如果能夠提前預(yù)診斷出核心部件電池的老化情況，不僅可以減少損失，延長電池的壽命，也可以提高新能源的運(yùn)營效率。
事實上，隨著近年來新能源在中國的快速發(fā)展，新能源汽車和儲能電站數(shù)量的增加，建立檢驗標(biāo)準(zhǔn)和方法已經(jīng)越來越有必要。
嚴(yán)曉認(rèn)為，2019年“電池醫(yī)生”商業(yè)化沒能取得成功，跟當(dāng)時新能源汽車剛剛上市、尚未進(jìn)入衰老期有關(guān)，但國家標(biāo)準(zhǔn)《新能源汽車運(yùn)行安全性能檢驗規(guī)程》將于今年3月1日起正式實施，新能源車的年檢隨之正式開啟?，F(xiàn)在也已有眾多新能源車進(jìn)入了二手車行列，在二手車交易過程中，檢驗檢測必不可少，如何確立一種快速便捷準(zhǔn)確的檢測方法便很重要。
就儲能電站來說，“眼下國內(nèi)正大量建設(shè)儲能電站，低價競爭非常激烈，未來很難保證沒有項目爛尾出現(xiàn)，一個電站是否適合繼續(xù)使用，就需要一個標(biāo)準(zhǔn)和計量方法來證明、來檢測，所以推動檢測是非常有意義的事情。”嚴(yán)曉說，儲能電站定期的檢測，建立儲能退出機(jī)制等行為，可以從源頭上防范遏制重特大事故發(fā)生，全方位強(qiáng)化安全風(fēng)險源頭管控，推動實現(xiàn)安全生產(chǎn)治理模式向事前預(yù)防轉(zhuǎn)型。2024年5月30日，珠海市發(fā)展和改革局印發(fā)《珠海市能源六大領(lǐng)域常見風(fēng)險點及具體防范措施》。文件指出電化學(xué)儲能電站領(lǐng)域的常見27項風(fēng)險點及具體防范措施，包括電池火災(zāi)、電池容量校準(zhǔn)、電站調(diào)度無序及配置無序等問題。比如電池容量投產(chǎn)前校準(zhǔn)和定期校準(zhǔn)方面，建議參考車輛年審，一定年限后政府強(qiáng)制要求進(jìn)行年檢校準(zhǔn)，建立退出機(jī)制。
眼下，嚴(yán)曉打算將這項檢測技術(shù)首先在二手車的交易檢測中推廣，“車的檢測有一個問題，就是很難獲取電池的數(shù)據(jù)，但二手車交易涉及的金額較大，交易方有意愿投入檢測。”
至于新車的檢驗，嚴(yán)曉打算和香港相關(guān)部門一起推動開辟一個試驗田，“中國的市場太大，涉及的面很多，如果能夠在香港取得成果，未來也可以將這套解決方案用于銷往海外市場的新能源汽車。”
在嚴(yán)曉看來，眼下的當(dāng)務(wù)之急是通過新能源汽車電安全工作組，團(tuán)結(jié)各方面的力量，打造出完整的檢測解決方案，“我們一家能做的事情是有限的，在整個檢驗解決方案中，預(yù)診斷只是對讀取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并作出判斷，但數(shù)據(jù)從哪里來，用什么設(shè)備提取數(shù)據(jù)，還需要和多個生態(tài)單位協(xié)同研發(fā)，通過對數(shù)字化計量或量化檢測診斷的不確定性形成可復(fù)制和可推廣的最佳實踐，進(jìn)而形成檢測標(biāo)準(zhǔn)和計量規(guī)范。”
值得慶幸的是，嚴(yán)曉的這項工作目前已經(jīng)得到了伏達(dá)研究院所在的臨港新片區(qū)的密切關(guān)注，臨港新片區(qū)也在積極推動重點產(chǎn)業(yè)鏈檢驗檢測需求和能力供給供需對接，面向新型儲能等產(chǎn)業(yè)優(yōu)化平臺布局等方面出臺了一系列支持政策與服務(wù)舉措。在臨港新片區(qū)管委會和臨港集團(tuán)的支持下，伏達(dá)研究院聯(lián)手香港量子人工智能實驗室共建了“電池數(shù)字化技術(shù)平臺項目”，并在2024年5月滬港合作會議第六次會議上簽署合作備忘錄，正式啟動在新能源數(shù)字化領(lǐng)域的滬港科創(chuàng)合作。
澎湃新聞記者 宦艷紅
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