科创中国
新能源汽车动力电池系统主动管理关键技术及全气候应用
发布时间: 2022-09-01
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利
行业领域：
电力、热力、燃气及水生产和供应业,电力、热力生产和供应业
成果介绍
发展新能源汽车是国际共识和我国的国家战略，也是实现"双碳"目标的重要抓手。电池系统及其管理是新能源汽车安全、高效和长寿命运行的基础和关键。本项目针对新能源汽车电池全气候电量估计误差大、容量跳水预测难、冬季里程衰减快等应用难题，创建了电池“能力感知+主动管理”技术路线，打破了电池全气候行为建模、寿命预测、电量估计和低温加热的共性技术瓶颈，实现了电池系统由“被动用”向“主动管”的重大跨越，取得了系列原创性成果。
成果亮点
1. 发明了应用运行大数据的电池行为建模和预测方法，突破了运行数据稀疏、残缺以及参数发散等特性制约模型稳定性和精确性的难题，提出电池长时充电行为预测方法，仅用碎片充电数据实现了全寿命周期完整充电曲线重构，建模精度≥98%。
2. 首创了电池电化学阻抗谱在线估计方法，构建了多维老化诊断体系，发明了衰退主导模式辨识和路径依赖性解析的电池寿命预测算法，研制了运行大数据驱动的电池耐久性、可靠性和安全性快速评价平台，突破容量跳水预测难题，准确率≥95%，填补了技术空白。
3. 发明了大数据驱动的电池“电势-电量”映射在线优化和系统级状态估计体系，打破了电池正负极材料电势特性决定电量估计精度的定式，实现了从依赖“精准测量、完备测试”向“运行大数据”驱动的跨越，全气候动态复杂工况电量估计精度≥97%。
4. 创建了电池“能力感知+主动管理”技术路线，发明了电池低温极速自加热方法及系统，形成了具有完全自主知识产权的新能源汽车电池系统主动管理及全气候应用技术体系，研制了电池管理系统并在我国自主品牌车企得到应用，破解冬季续航锐减难题，开辟了电池“主动管”的新路径。
团队介绍
本项目主持编制国家标准2项，获授权发明专利106件(含美国专利)、实用新型20件、软著登记9项，出版中英文学术专著5部，在Joule(影响因子41)、中国工程院院刊等期刊发表学术论文123篇，其中ESI高被引论文43篇、“中国百篇最具影响国际学术论文”4篇、IEEE VTS最佳论文2篇、期刊封面文章5篇。研究成果得到欧阳明高、Maria ***、Jerry Yan、***. Chau和Siaw-Kiang Chou等17位院士和3700多名国际学者的引用和正面评价。项目完成人入选“锂电池领域全球十大优秀学者”和科睿唯安“全球高被引科学家”。
中国电工技术学会组织的科技成果鉴定委员会一致认为“该项目拥有完全知识产权，整体技术处于国际领先水平，推动了我国新能源汽车电池系统的整体技术进步。”项目成果在北汽、宇通、一汽、潍柴、华为、联电、深澜动力等单位得到应用，近3年累计装车销售124936辆，新增销售额超过300亿元，利润25625万元，节支总额24054万元，创造了重大经济效益。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”新型电力系统装备产业科技服务团 (中国电工技术学会) 评价时间：2022-09-05
郭 琦
南方电网科学研究院有限责任公司
副院长/教高
综合评价
发展和应用新能源汽车是国际共识和中国的国家战略，“是中国由汽车大国迈向汽车强国的必由之路”。项目组在国家科技部重点研发计划、国家自然科学基金、北京市科技计划等项目的持续资助下，针对新能源汽车电池电量估计误差大、容量跳水预测难、低温里程缩水快等应用难题，创建了以电池为本的“能力感知+主动管理”的新架构，突破了能力感知、老化诊断和极速加热关键技术，建立了运行大数据驱动的“电量-电势”映射优化和“特征建模+偏差量化”的系统级状态估计体系，实现了由“精测量、全测试”向“运行大数据”的跨越、由“被动估算”向“主动管理”的跨越。
该项目历经10余年技术攻关，获授权中国和美国发明专利106件、实用新型专利20件，软件著作权登记9项，主持国家标准和团体标准各2项，出版学术专著5部，在Joule(影响因子41)、中国工程院院刊和美国国家科学院院刊等期刊发表了学术论文123篇，其中ESI高被引论文43篇、“中国百篇最具影响国际学术论文”4篇、IEEE VTS最佳论文2篇、学报封面文章5篇。
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