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杨世春, 周念念达, 周新岸, 李强伟, 陈飞, 曹耀光. 能源电板云霄顾问要津期间商榷综述[J]. 机械工程学报, 2023, 59(10): 134-151.
YANG Shichun, ZHOU Sida, ZHOU Xinan, LI Qiangwei, CHEN Fei, CAO Yaoguang. Research Progress of Cloud Management for Power Batteries on Electric Vehicles[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2023, 59(10): 134-151.
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跟着数字孪生模子、高速数据传输通信期间、云霄高性能计较平台、先进车载电子电气架构等先进表面和期间的发展,为能源电板精致化模子构建、全人命周期模子参数自学习与演化、基于车云交融的电板顾问联想提供了新的惩办决策与发展机会。然而,能源电板云霄管控期间仍需要表面商榷基础与期间松懈立异。基于此,北京航空航天大学杨世春诠释团队概括分析了能源电板模子构建表面、健康安全顾问要领及先进电子电气架构下的电板顾问系统要领,对比敷陈了面向车云交融的电板顾问要领优污点与异日商榷标的,为云霄顾问期间快速发展与落地掌握提供参考。并手脚《机械工程学报》2023年第10期的封面著述 发表了题为《能源电板云霄顾问要津期间商榷综述》一文 。
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要津期间
欧博手机app能源电板顾问期间是保险电板安全可靠长命运谈行的要津。当今,能源电板顾问大多基于车端的电板顾问系统(Battery management system,BMS)完结,通过BMS的从控板及时采集各单体电板电压、温度等信息,传输至主控板后获取对能源电板情景进行分析顾问。云霄电板顾问期间是在高效蚁集传输期间发展后降生的新期间,通过在车端及时采集数据并通过Telematics BOX (T-BOX)等数据结尾传输至云霄监控平台,借助云霄的纷乱算力与存储才能完结高性能的电板情景性能监测、寿命预测、安全预警等功能。图1 展示了典型的云霄电板顾问系统架构,频繁情况下可分为四个层级,结尾层、蚁集层、平台层、掌握层。
皇冠信用网结尾层一般由车载的电板顾问系统、整车甘休系统、T-BOX等构成,是云霄顾问系统下的车载端实施元件。频繁由电板顾问系统子板慎重电板单体信息采集,由电板顾问系统主板慎重电板数据处理、情景估算等即时功能完结,由T-BOX慎重数据的上传和下行。蚁集层包括各样数据传输步地及左券栈等,慎重完结车载端与云霄的数据交互、战略下行等。平台层与掌握层部署在云霄平台中,包括电板数据的获取、贯通、存储、计较等,以及以老化分析、情景监控、寿命预测等为代表的的做事型功能掌握。相对于传统的电板顾问系统,云霄大数据平台的掌握为云霄顾问带来了更强劲的数据分析与计较才能,并可使用全人命周期数据来对电板的甘休战略等进行深度优化。云霄顾问期间上风如表1所示 。
图1 能源电板云霄顾问期间框架
图2展示了等效电路模子的发展历程及性能对比。国表里学者从数学模子校阅、物理场耦合等方面平等效电路模子开展了多档次的商榷,包括增多迁延等电气元件擢升模子精度,遴荐电-热耦合模子以擢升全温域鸿沟下模子适配度,自相宜参数修正模子改善模子泛化性等 。
图2 能源电板等效电路模子发展历程
图3展示了电化学模子的总体发展历程,并对模子特色进行了对比分析。然而,电化学模子计较复杂度高,计较历程通过依靠有限元仿真,对计较平台与仿真平台等提议了较高条件,同期在计较历程中需豪侈多数存储资源用于暂存求解结尾,对云霄系统计较才能与存储才能提议了较高条件。尽头是针对单车单控战略下的模子更新与计较,对电化学模子提议了极高的条件 。
图3 能源电板等效电路模子发展历程
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出息与掌握
跟着数字孪生、AI赋能、车路云一体化等期间快速发展,云霄电板顾问期间也将迎来新的发展标的和新期间挑战。除了本文所分析的云霄电板顾问基本功能外,网联化、智能化等发展趋势也将成为云霄电板顾问的潜在期间发力点:
(1)数字孪生电板为云霄电板顾问提供全人命周期的真确模子。数字孪生最早发源于信息物理系统主见,2010年好意思国NASA界说了异日遨游器数字孪生体规范。随后,数字孪生期间在各限制冉冉掌握,并取得了较好的期间效果。跟着信息、建模期间发展,数字孪生期间已冉冉参预电板限制并取得了初步探索性施展,不错为电板的云霄顾问提供更为精准的模子。全人命周期、向物理实体。当今,对于数字孪生电板的商榷还处于起步阶段,商榷东谈主员拓荒了基于等效电路模子和参数辨识算法耦合的数字孪生模子并用其完结电板SOC/SOH聚积想到,该要领与传统决策相似;商榷了基于电化学模子的数字孪生模子,受限于电化学参数难获取的问题,该模子不易于完结参数的全人命周期自相宜和更新。因此,对于数字孪生电板的要津表面、基础模子、参数自相宜算法等仍不解晰,进而在模范化接口、部署性、通用性、易用性等方面均难以评估,模子的性能评价体系还未拓荒,仍需进一步商榷和松懈,为云霄电板顾问提供更精致、更准确的模子。
(2)AI赋能为云霄电板顾问提供新的顾问模式和甘休要领。AI智能算法的发展为电板的商榷提供了新念念路,传统的能源电板机理需要依靠精密的实验拓荒、复杂的样品制备等步地才可完结,并难以与施行的电板充放电数据特征进行匹配。AI智能算法通过强劲的计较架构、复杂的建模步地、数据特征索求/分析和拿获等才能,辨识老例机理、数据商榷要领难以持取的电板宏不雅、微不雅特征关联,而且不错通过AI智能算法拓荒数据初始的模子和方程,为机理商榷提供新的念念路。这将为能源电板的云霄顾问提供新的期间决策,以能源电板上传的云霄数据为基础,通过强劲的AI智能算法为其赋能,以获取电板里面的特征和构效关联,完结电板的全人命周期数据初始的管控。
(3)端云交融式电板顾问架构。云霄电板顾问期间虽具有强劲的计较和存储才能,不错完结能源电板的及时性管控等,但云平台的数据传输和请示下发当今仍存在较大的延长。端云交融式电板顾问通过优化车端BMS系统以完结及时甘休、遴荐云平台优化车端BMS模子、算法等擢升顾问甘休才能,将车端和云霄有机的勾通在一王人,完结了更好的电板顾问才能。当今,端云交融式已成为下一代能源电板顾问期间的关键发展标的,宁德时期、比亚迪、国轩高科等均已在端云交融式电板顾问进行期间储备、松懈和掌握 。
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论断
动 力电板的云霄顾问期间是下一代电板顾问要领,通过构建端-云交融的电板顾问系统,在车端蚁集电板多源信息并上传至云霄,在云霄通过高性能计较平台完结先进算法、模子等部署,将甘休战略反应下行至车端进行甘休,从而完结高效、高精度的电板顾问。 然而当今云霄电板顾问期间仍存在较多的期间难点,包括云霄的高效高精度模子构建、云霄微做事掌握于性能评价,以及手脚顾问要领基础的端-云交融架构,亟需开延期间攻关与松懈。 本文概括梳理了能源电板云霄顾问要领的要津期间与难点挑战,系 统性分析了当今在电板建模、情景评价、端云架构等方面的商榷近况与优污点对比分析,针对勤快挑战提供了惩办念念路,对异日的能源电板云霄顾问期间进行了瞻望。
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[1]杨世春. 电动汽车能源电板建模与顾问系统联想[M]. 北京:华中科技大学出书社, 2022.
[2]王芳. 电动汽车能源电板系统联想与制造期间[M]. 北京:科学出书社, 2017.
[3]王芳. 电动汽车能源电板系统安全分析与联想[M]. 北京:科学出书社, 2017.
主创简介
zh皇冠体彩下载安装杨世春, 北京航空航天大学交通科学与工程学院院长、诠释、博士生导师,入选国度级领军东谈主才盘算推算、寰球优秀科技使命者、中国汽车工程学会会士。弥远从事新能源汽车能源系统安全管控期间商榷,初度提议了基于赛博链的能源电板端云交融顾问要领,垄断研发了5代20余款车用电板顾问系统,期间掌握于华为、比亚迪、宁德时期等领军企业,后果获国度级/省部级科研、教训奖励十余项,其中,以第一完成东谈主获国度科学期间跨越二等奖、国度教训后果一等奖、中国汽车工程学会期间发明颠倒奖、栽种部科技跨越一等奖、中国汽车工业期间发明一等奖。
陈飞, 北京航空航天大学交通科学与工程学院助理商榷员,主要从事新能源汽车能源能源系统优化甘休与检测期间商榷。垄断国度要点研发盘算推算子课题2项,参与国度要点研发盘算推算、国度当然科学基金要点神气等神气10项,发表SCI/EI论文10余篇,授权发明专利20余项,获国度科学期间跨越二等奖1项,栽种部科学期间跨越一等奖/二等奖各1项、北京市科学期间跨越二等奖1项。
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主创作家团队主要商榷标的
北京航空航天大学交通科学与工程学院智能新能源汽车团队深耕车用能源电板基础表面与管控期间商榷,频年来在有关限制承担了国度要点研发盘算推算神气/课题、国度当然科学基金聚积基金要点神气等国度级神气30余项,提议了基于赛博链的能源电板端云交融顾问要领,期间掌握于华为、比亚迪等领军企业,在Matter、Journal of Power Sources、Applied Thermal Engineering等海外高水平期刊发表论文百余篇,授权国度发明专利95项,有关商榷后果获国度科技跨越二等奖2项、中国汽车工程学会期间发明颠倒奖1项、栽种部科技跨越一等奖1项,其他省部级科技奖励十余项。
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近两年团队发表著述
[1]Yang S C, He R, Zhang Z J, et al. CHAIN: cyber hierarchy and interactional network enabling digital solution for battery full-lifespan management[J]. Matter 2020, 3 (1):27-41.
[2] Yang S C, Gao X L, Li Y L,et al. Minimum lithium plating overpotential control based charging strategy for parallel battery module prevents side reactions[J]. Journal of Power Sources, 2021, 494:229772.
[3] Liu Xinhua, Zhang Lisheng, Yu Hanqing, et al. Bridging multiscale characterization technologies and digital modelling to evaluate lithium battery fully lifespan[J]. Advanced Energy Materials, 2022, 15:2200889.
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[8] Xie W,Liu X H,He R,et al. Challenges and opportunities toward fast-charging of lithium-ion batteries[J]. Journal of Energy Storage,2020,32(6):101837.
[9] Lin J Y,Liu X H,Li S,et al. A review on recent progress, challenges and perspective of battery thermal management system[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer,2021, 167:120834.
[10] Hua Y,Liu X H,Zhou S D,et al. Toward sustainable reuse of retired lithium-ion batteries from electric vehicles[J]. Resources, Conservation and Recycling, 2021, 168:105249.
作 者:杨世春
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牵扯剪辑:杜蔚杰
热门比赛牵扯校对:张 强
审 核:张 强
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