大數(shù)據(jù)背景下的新能源二手車(chē)動(dòng)力電池評(píng)價(jià)體系的研究

黃艷玲

（遼寧省交通高等專(zhuān)科學(xué)校汽車(chē)工程系，遼寧 沈陽(yáng)110122）

能源危機(jī)和環(huán)境污染日益成為人們關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題，新能源汽車(chē)作為能夠很好解決該問(wèn)題的途徑得到了廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，如圖1所示，據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2018年，國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售新能源汽車(chē)達(dá)131.73萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)到2025年，新能源汽車(chē)年銷(xiāo)量300萬(wàn)輛。如此龐大的銷(xiāo)量帶動(dòng)著新能源汽車(chē)后市場(chǎng)蓬勃發(fā)展，大批量的新能源汽車(chē)將進(jìn)入二手車(chē)市場(chǎng)的范圍，也使得新能源二手車(chē)性能檢測(cè)與評(píng)價(jià)日益受到人們的關(guān)注［1］。

圖1 近四年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量

動(dòng)力電池是新能源汽車(chē)的核心部件，其性能的優(yōu)劣直接影響著新能源二手車(chē)整車(chē)的性能表現(xiàn)，然而，動(dòng)力電池的檢測(cè)有別于傳統(tǒng)燃油汽車(chē)機(jī)械部件或電控系統(tǒng)的檢測(cè)。目前對(duì)于電池衰減程度的檢測(cè)與評(píng)價(jià)仍是一個(gè)困擾新能源二手車(chē)交易的難題。如果可以利用不同的檢測(cè)方法應(yīng)對(duì)不用使用場(chǎng)景對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行檢測(cè)，獲取動(dòng)力電池相關(guān)參數(shù)，借助互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，附加以大數(shù)據(jù)支持，即將不同地域、不同渠道獲得的數(shù)據(jù)加以存儲(chǔ)整理，形成相對(duì)成熟可靠的評(píng)價(jià)模型，則對(duì)動(dòng)力電池的衰減評(píng)價(jià)會(huì)有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 動(dòng)力電池衰減的因素

汽車(chē)用動(dòng)力電池為某類(lèi)電池的電池單體通過(guò)一定的串并聯(lián)形式組成所需規(guī)格動(dòng)力電池組，對(duì)于組成動(dòng)力電池包的電池單體［2］，其衰減主要受環(huán)境溫度、充放電深度、充放電倍率、循環(huán)次數(shù)及電池內(nèi)阻變化等因素影響。例如，以鋰離子電池為例，在其他條件相同的情況下，電池充放電倍率越大短時(shí)間充放電電流越大，鋰電池內(nèi)部活性材料遷移速度增快，大量鋰離子瞬間在正極活性物質(zhì)表面反應(yīng)，導(dǎo)致材料表面最外層失活，鋰電池容量減?。讳囯姵胤烹娚疃冗^(guò)大，導(dǎo)致內(nèi)阻增大，溫度迅速升高，鋰離子遷移阻力增大，副反應(yīng)增多，循環(huán)次數(shù)急劇減少。

對(duì)于動(dòng)力電池系統(tǒng)，成組的動(dòng)力電池存在不均衡情況，單體不一致性隨著使用逐漸增大，也會(huì)顯著加速動(dòng)力電池衰減；因此，新能源汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，動(dòng)力電池的衰減受到內(nèi)部、外部多重因素影響，包括汽車(chē)使用習(xí)慣、交通路況、氣候環(huán)境和充電方式等使用因素，以及單體工藝差異、單體溫度不一致、系統(tǒng)集成方案和管理方案造成的電池系統(tǒng)集成技術(shù)上的差異，此外材料、封裝技術(shù)等也會(huì)對(duì)單體生產(chǎn)過(guò)程造成隨機(jī)影響環(huán)境溫度與濕度增加，也導(dǎo)致鋰電池內(nèi)阻增大，電解液減少，鋰離子嵌入脫出程度增加，材料活性降低，容量下降；電動(dòng)汽車(chē)長(zhǎng)期行駛于道路崎嶇不平頻繁加速與減速、瞬時(shí)輸出動(dòng)力過(guò)大等復(fù)雜工況下，導(dǎo)致鋰電池放電倍率過(guò)大、溫度升高、放電過(guò)深，嚴(yán)重影響循環(huán)次數(shù)與使用壽命［3］。

2 電池衰減程度的檢測(cè)

2.1 循環(huán)充放電法

新能源汽車(chē)動(dòng)力電池的衰減主要以容量衰減為主，在檢測(cè)動(dòng)力電池的容量衰減時(shí)，較多采用循環(huán)充放電法，即選取不同的充放電制度對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)動(dòng)力電池在不同充放電制度下的放電容量來(lái)評(píng)判動(dòng)力電池容量的衰減程度。

例如，限定好充放電制度，對(duì)某動(dòng)力電池進(jìn)行充放電測(cè)試，則可測(cè)得其初始容量為Q0，接下來(lái)對(duì)該動(dòng)力電池進(jìn)行若干次充放電測(cè)試，充放電次數(shù)計(jì)為n，這樣多次充放電測(cè)試完成后，測(cè)量動(dòng)力電池容量為Qn，那么這樣的測(cè)試即可得到該動(dòng)力電池的衰減率QL［4］；

2.2 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头?/h3>

動(dòng)力電池的性能檢測(cè)可以通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試，在獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，可以通過(guò)分析處理總結(jié)出動(dòng)力電池參數(shù)變化與其容量衰減之間的變化規(guī)律。例如，可以運(yùn)用實(shí)驗(yàn)中溫度、循環(huán)次數(shù)、充放電電流、電壓等數(shù)據(jù)作為模型的輸入變量，以動(dòng)力電池的容量衰減作為輸出變量，通過(guò)數(shù)據(jù)擬合等方法，進(jìn)而可以推到出這些參數(shù)與容量衰減之間的關(guān)系。則在此之后的應(yīng)用中即可以采用推到出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行動(dòng)力電池衰減程度的判斷，只需要把被檢測(cè)動(dòng)力電池相關(guān)參數(shù)輸入到經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭凶兛奢p松得到該電池的容量衰減程度。

3 電池評(píng)價(jià)體系的建立

新能源汽車(chē)動(dòng)力電池通過(guò)不同的檢測(cè)方法可以獲得不同階段的動(dòng)力電池的健康程度，即獲取的動(dòng)力電池相關(guān)參數(shù)，可以詳細(xì)的記錄特定狀態(tài)下動(dòng)力電池的衰減程度。則電池的評(píng)價(jià)體系可以以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)不同渠道獲取大量的動(dòng)力電池檢測(cè)數(shù)據(jù)，例如動(dòng)力電池生產(chǎn)廠家、新能源汽車(chē)維修廠家等，建立龐大的后臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，將不同狀態(tài)、不同衰減程度的動(dòng)力電池檢測(cè)數(shù)據(jù)加以匯總整理，則可以分析整理出針對(duì)不同類(lèi)型電池的動(dòng)力電池健康程度模型，同時(shí)，借助互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)來(lái)源共建，數(shù)據(jù)資源共享，則可以作為后續(xù)其他新能源汽車(chē)動(dòng)力電池檢測(cè)中電池衰減程度的評(píng)價(jià)依據(jù)，這樣形成逐漸完善的動(dòng)力電池狀態(tài)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，使得動(dòng)力電池衰減程度的判斷更為可靠、更為精準(zhǔn)［5］，動(dòng)力電池評(píng)價(jià)體系流程如圖2所示。

圖2 動(dòng)力電池評(píng)價(jià)體系流程圖

4 結(jié) 語(yǔ)

本文分析了新能源二手車(chē)在交易過(guò)程中的痛點(diǎn)問(wèn)題，主要研究了動(dòng)力電池的衰減及動(dòng)力電池衰減的檢測(cè)方法，在此基礎(chǔ)上，文中也詳細(xì)的論述了對(duì)于不同檢測(cè)方法獲取的動(dòng)力電池健康程度的數(shù)據(jù)在二手車(chē)動(dòng)力電池性能評(píng)價(jià)上的使用，對(duì)今后新能源二手車(chē)的交易檢測(cè)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。