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責人，上海伏達儲能數字化研究院(以下簡稱“伏達研究院”)理事長兼院長嚴曉探索新能源鋰電池安全檢測已有十余年時間。在他看來，伴隨著新能源產業(yè)近年來在中國高歌猛進式的發(fā)展，新能源的全生命周期維護問題已經提上日程。
工作組實行中國計量協(xié)會機動車計量檢測技術工作委員會和全國法制計量管理計量技術委員會機動車檢驗檢測分技術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，通過建立產學研用合作和科技成果轉化應用平臺，推動行業(yè)標準化、規(guī)范化發(fā)展，提升工作組成員的技術研發(fā)、標準研究、計量測試、產品服務等能力。在當天召開的大會上，來自全國各地的計量技術機構、交通環(huán)保領域科研技術機構、機動車檢驗檢測機構、大專院校等多個領域的200余位專家、學者出席了會議。
伏達研究院成立于2022年，是嚴曉的二次創(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，嚴曉對于伏達研究院的定位是匯聚新能源領域的眾多專家與學者，將基于第一性原理的新能源知識圖譜數字化，進而服務于儲能產業(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便是推動這一場景真正落地。
免拆解預診斷電池“老年病”
嚴曉早年從事物理學科研工作，從北京大學物理系畢業(yè)后通過李政道CUSPEA項目赴美國賓夕法尼亞大學攻讀博士，曾任職于香港科技大學、硅谷科技公司、中科院蘇州納米所、上海工程技術大學。2011年，嚴曉已經看到了中國新能源浪潮即將到來。“當時，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，成為房地產之后支撐中國經濟的支柱產業(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，中國在新能源汽車上趕超歐美是有機會的。”
正是有了這一判斷，2014年正式回國后，嚴曉選擇在上海工程技術大學擔任教授，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，嚴曉和團隊構建了電池衰老規(guī)律的知識圖譜，開發(fā)了對動力電池進行快速檢測獲得關鍵電池參數的設備“電池醫(yī)生”，并發(fā)現了鋰電池衰老過程中關鍵參數的變化規(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，依據對這些基礎信息的時間序列進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，以及電芯層面的內阻、容量和自放電參數等關鍵電池參數(KBP)，從而根據歷史數據預測電池壽命、評估殘值。“就好像我們人佩戴的健康手環(huán)，通過讀取手環(huán)收集的數據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。”嚴曉解釋說。
這套“免拆解”的安全預診斷方法可以提前數周發(fā)現在電池電芯層面的故障，進而提出具體的維保措施，達到有效改善性能的效果，這項技術不僅可以應用在對新能源車的檢測上，也可以用于儲能設備的檢驗檢測，因為儲能設備也是由多塊電池組成。
新能源電池預診斷的必要性
2018年創(chuàng)業(yè)后，嚴曉原計劃將這項技術商業(yè)化，但幾輪嘗試終未成功，“在中國賣軟件和獲取數據都太難了。”最終，其所創(chuàng)立的美克生能源將業(yè)務聚焦在工商業(yè)儲能電站的建設與運營，成為分布式綠色能源聚合服務商，目前已經完成D+輪融資。但在嚴曉看來，安全是新能源運營的關鍵，無論對于儲能設備還是新能源汽車，如果能夠提前預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量的增加，建立檢驗標準和方法已經越來越有必要。
嚴曉認為，2019年“電池醫(yī)生”商業(yè)化沒能取得成功，跟當時新能源汽車剛剛上市、尚未進入衰老期有關，但國家標準《新能源汽車運行安全性能檢驗規(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在也已有眾多新能源車進入了二手車行列，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確的檢測方法便很重要。
就儲能電站來說，“眼下國內正大量建設儲能電站，低價競爭非常激烈，未來很難保證沒有項目爛尾出現，一個電站是否適合繼續(xù)使用，就需要一個標準和計量方法來證明、來檢測，所以推動檢測是非常有意義的事情。”嚴曉說，儲能電站定期的檢測，建立儲能退出機制等行為，可以從源頭上防范遏制重特大事故發(fā)生，全方位強化安全風險源頭管控，推動實現安全生產治理模式向事前預防轉型。2024年5月30日，珠海市發(fā)展和改革局印發(fā)《珠海市能源六大領域常見風險點及具體防范措施》。文件指出電化學儲能電站領域的常見27項風險點及具體防范措施，包括電池火災、電池容量校準、電站調度無序及配置無序等問題。比如電池容量投產前校準和定期校準方面，建議參考車輛年審，一定年限后政府強制要求進行年檢校準，建立退出機制。
眼下，嚴曉打算將這項檢測技術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據，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，嚴曉打算和香港相關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。”
在嚴曉看來，眼下的當務之急是通過新能源汽車電安全工作組，團結各方面的力量，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，預診斷只是對讀取到的數據進行分析并作出判斷，但數據從哪里來，用什么設備提取數據，還需要和多個生態(tài)單位協(xié)同研發(fā)，通過對數字化計量或量化檢測診斷的不確定性形成可復制和可推廣的最佳實踐，進而形成檢測標準和計量規(guī)范。”
值得慶幸的是，嚴曉的這項工作目前已經得到了伏達研究院所在的臨港新片區(qū)的密切關注，臨港新片區(qū)也在積極推動重點產業(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舉措。在臨港新片區(qū)管委會和臨港集團的支持下，伏達研究院聯(lián)手香港量子人工智能實驗室共建了“電池數字化技術平臺項目”，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字化領域的滬港科創(chuàng)合作。
澎湃新聞記者 宦艷紅
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