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4月27日，《自然·通訊》（Nature Communications）在線(xiàn)發(fā)表了題為“Data-driven capacity estimation of commercial lithium-ion batteries from voltage relaxation”的研究論文。該研究由同濟大學(xué)汽車(chē)學(xué)院魏學(xué)哲教授團隊完成，團隊朱建功副教授為論文第一作者，戴海峰教授為論文通訊作者。同濟大學(xué)為論文第一完成單位，德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院為第二完成單位。這一研究成果提供了一種動(dòng)力電池容量估計的新方法，為多種應用場(chǎng)景下的電源系統技術(shù)開(kāi)發(fā)提供了新思路。
電池在應用過(guò)程中，其容量是逐漸衰減的。如電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)層面，電池容量決定了汽車(chē)充電后的最大續行駛里程。在電池系統層面，電池容量是電池管理中很多關(guān)鍵狀態(tài)的必要輸入，也是電池健康度的一個(gè)重要表征量。但在車(chē)載條件下，電池容量很難獲取。
研究使用數據驅動(dòng)的方法，提出了一種基于電池弛豫電壓特征的容量估計方法。該方法從動(dòng)力電池滿(mǎn)充電后的弛豫電壓信息中提取特征參數，實(shí)現電池容量估計誤差（RMSE）為1.1%（圖1）。通過(guò)構建遷移學(xué)習辦法，提升估計方法的泛化能力和普適性。所構建的遷移學(xué)習辦法在其他兩款不同材料體系電池上進(jìn)行了驗證，驗證得到的估計誤差低于1.7%。
研究成果公開(kāi)了三款不同材料體系商用鋰離子動(dòng)力電池長(cháng)循環(huán)測試數據（如表1），包含130顆電池單體，每顆單體根據不同實(shí)驗條件循環(huán)了50~1400次，實(shí)驗條件包含了3個(gè)溫度點(diǎn)（25℃、35℃、45℃），5個(gè)充放電倍率（0.25C、0.5C、1C、2C、4C）。
專(zhuān)業(yè)人士表示，本研究提出的基于電池弛豫電壓特征參數的容量估計方法，具有不依賴(lài)電池歷史信息和環(huán)境信息、不需要特定的電池測試條件和電壓區間的優(yōu)勢，為動(dòng)力電池多種應用場(chǎng)景和電源技術(shù)的開(kāi)發(fā)，如停車(chē)充電、換電、梯次利用壽命評估和壽命預測等方面提供新的研究思路和解決方向。
這一研究主要由同濟大學(xué)、德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院和不列顛哥倫比亞大學(xué)合作完成，研究得到德國洪堡基金會(huì )、國家自然科學(xué)基金及中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專(zhuān)項資金資助，得到德國烏爾姆-卡爾斯魯厄電化學(xué)能源存儲平臺支持。
