又著火了？是什么引發(fā)的火災(zāi)呢？電動汽車到底安全嗎？伴隨著電動汽車銷量的節(jié)節(jié)攀升，相關(guān)起火、自燃事故的報道也不絕于耳，讓潛在消費者對這一迅速成長的汽車領(lǐng)域望而卻步。是否可以有一位“電池醫(yī)生”，通過每次充電實時對電池安全進行“體檢”呢？

面對百姓所惑、行業(yè)所需，上海理工大學機械工程學院鄭岳久教授帶領(lǐng)學生圍繞電池管理領(lǐng)域，完成了“冗余主動監(jiān)控電動汽車充電的充電機控制方法”及“一種電池內(nèi)短路的診斷方法”2項專利，并成功將專利轉(zhuǎn)讓給新能源領(lǐng)域企業(yè)——道通科技，校企攜手探尋新能源汽車的“安全之道”。

“我的導師歐陽明高院士曾講過，做科研要做到既要上書架又能上貨架，這句話一直影響著我和團隊沿著產(chǎn)學研用的道路刻苦攻關(guān)，努力做學術(shù)和產(chǎn)業(yè)相連接的橋梁，以核心技術(shù)之力推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”鄭岳久感言道。

鄭岳久專心實驗

解決新能源行業(yè)痛點，高效、敏銳預(yù)測電池內(nèi)短路問題

新能源汽車有三大核心件：電池、電機和電控，其中電池的健康狀態(tài)直接影響到汽車的動力、安全性，如何準確估計電池健康狀態(tài)、避免電池老化造成的安全隱患，成為各國企業(yè)、高校、研究機構(gòu)等致力探索的領(lǐng)域。“研究電池健康狀態(tài)，必須對電池的內(nèi)短路問題進行早期的檢測，一旦電池內(nèi)短路問題發(fā)展到后期，形成放熱鏈式反應(yīng)，其發(fā)展過程不可阻斷，便會發(fā)生熱失控，引發(fā)電池起火等危險。”鄭岳久談道。

目前針對電池內(nèi)短路問題，行業(yè)內(nèi)形成了“直接特征差異分析”“特殊電路分析”“基于模型差異分析”等常見的檢測方法，然而這些方法仍存在無法探測早期征兆、無法實現(xiàn)在線檢測、檢測精度受模型效果影響等缺點。

鄭岳久團隊所研發(fā)的“電池醫(yī)生”從內(nèi)短路檢測、電池一致性分析、電池健康狀態(tài)估算三方面著手，規(guī)避了常見檢測方法的弊端，將電池機理和大數(shù)據(jù)有機結(jié)合，兼?zhèn)涓咝院兔翡J性，從動力電池安全問題著手，解決新能源行業(yè)痛點。“它不像其他算法需要長時間收集海量數(shù)據(jù)，任意兩次數(shù)據(jù)便可對電池的狀態(tài)進行有效檢測，為用戶提供了極大的便捷，具有極強的實用性；它也不像其他算法只能進行籠統(tǒng)的估算，而是可以精確定位到每個單體發(fā)生內(nèi)短路的情況，精度高、準確性強。”鄭岳久解釋道。

電池內(nèi)短路或引起熱失控

為充電樁賦能，“電池醫(yī)生”從實驗室走向市場

試想一下，每次給電動汽車充電的時候，電池包的電流、電壓、溫度等數(shù)據(jù)同時上傳至云端數(shù)據(jù)庫，通過對數(shù)據(jù)實時分析，分別檢測出電池包內(nèi)電池是否發(fā)生內(nèi)短路、電池的老化程度等，并及時反饋給用戶以采取相應(yīng)的措施、避免危險的發(fā)生，這樣的定期“體檢”是否會推動更多的消費者放心選購電動汽車及充電樁呢？為了實現(xiàn)這一場景，鄭岳久團隊聯(lián)合道通科技推動著“電池醫(yī)生”由實驗室走進了工廠，從分散的理論到無數(shù)次實驗的失敗再到實際的應(yīng)用，這一過程凝聚了研發(fā)人員大量的心血。

“在實驗室里，電池醫(yī)生很容易檢測出單獨車輛電池的情況，然而在實際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)化的難點在于它不能只滿足一種車型的需要，而應(yīng)該適配所有車型。”團隊成員周昊同學回憶道。針對這一棘手問題，團隊致力添加了海量的數(shù)據(jù)處理模塊，經(jīng)歷多輪的數(shù)據(jù)分析驗證后，再重新規(guī)劃實驗，以求能夠充分驗證技術(shù)方案，保證更優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)進入算法從而實現(xiàn)最精準的檢測，把誤差降到最低。在鄭岳久的帶領(lǐng)下，團隊將“電池醫(yī)生”在幾千輛電動汽車上進行了驗證，以確保其可以與市場上主流的50余款車型適配。“通常情況下，某個車企只服務(wù)于自己的消費用戶，我們這一項目的落地，在一定程度上將打破行業(yè)的某種限制，讓更多車型的消費用戶獲益。”鄭岳久談道。

更值得一提的是，走出實驗室的“電池醫(yī)生”，不僅適用于電動汽車行業(yè)，任何需要電池檢測的行業(yè)它都可以保駕護航，讓“體檢”有了更廣泛的適用范圍。

“電池醫(yī)生”工作原理

同門師兄弟接力，找尋新能源汽車未知答案

“在傳統(tǒng)的燃油車領(lǐng)域，國際上這方面的技術(shù)已有了上百年的積淀，國內(nèi)自主品牌很難在發(fā)動機、變速箱、底盤等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)趕超。2012年，科技部‘十二五’《電動汽車科技發(fā)展規(guī)劃》正式提出確立‘純電驅(qū)動’技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。2015年，中國新能源汽車在全球占比第一，銷量超過全球50%以上……”當被問及為何選擇選擇新能源汽車領(lǐng)域開展研究，團隊成員、專利第一作者高文凱談到。

在他看來，作為汽車領(lǐng)域的學子，意識到新能源汽車是一個新興的領(lǐng)域，一定也存在很多未知的問題有待探索發(fā)現(xiàn)、尋找答案，因此一進入上理讀研，他就“瞄準”了鄭岳久團隊的電池故障診斷方向，他談道:“做科研最吸引人的，就是對未知的探索,寫專利本身不困難，難的主要是前期在技術(shù)實現(xiàn)上要經(jīng)過多輪的迭代，同時需要不斷的查找最新的相關(guān)文獻資料等，并主動與導師或者同門師兄師姐們交流。”

“目前我們的‘電池醫(yī)生’還有需要完善的地方，比如解決不同工況的能力欠佳等，我們正在嘗試在計算電量時加入修正公式……”周昊談道，在導師鄭岳久的指導下，高文凱、周昊等同門師兄弟在電池故障診斷領(lǐng)域開展著接力，努力找尋更多新能源汽車的未知答案。

鄭岳久指導學生實驗

供稿：新聞中心

文：董真、陳湯祺