大数据背景下的新能源二手车动力电池评价体系的研究

2019-06-22黄艳玲

时代农机 2019年4期

黄艳玲

（辽宁省交通高等专科学校汽车工程系，辽宁沈阳110122）

能源危机和环境污染日益成为人们关注的重点问题，新能源汽车作为能够很好解决该问题的途径得到了广泛关注。国内外新能源汽车产业蓬勃发展，如图1所示，据统计，仅2018年，国内销售新能源汽车达131.73万辆，预计到2025年，新能源汽车年销量300万辆。如此庞大的销量带动着新能源汽车后市场蓬勃发展，大批量的新能源汽车将进入二手车市场的范围，也使得新能源二手车性能检测与评价日益受到人们的关注［1］。

图1 近四年新能源汽车销量

动力电池是新能源汽车的核心部件，其性能的优劣直接影响着新能源二手车整车的性能表现，然而，动力电池的检测有别于传统燃油汽车机械部件或电控系统的检测。目前对于电池衰减程度的检测与评价仍是一个困扰新能源二手车交易的难题。如果可以利用不同的检测方法应对不用使用场景对动力电池进行检测，获取动力电池相关参数，借助互联网的优势，附加以大数据支持，即将不同地域、不同渠道获得的数据加以存储整理，形成相对成熟可靠的评价模型，则对动力电池的衰减评价会有一定的现实意义。

1 动力电池衰减的因素

汽车用动力电池为某类电池的电池单体通过一定的串并联形式组成所需规格动力电池组，对于组成动力电池包的电池单体［2］，其衰减主要受环境温度、充放电深度、充放电倍率、循环次数及电池内阻变化等因素影响。例如，以锂离子电池为例，在其他条件相同的情况下，电池充放电倍率越大短时间充放电电流越大，锂电池内部活性材料迁移速度增快，大量锂离子瞬间在正极活性物质表面反应，导致材料表面最外层失活，锂电池容量减小；锂电池放电深度过大，导致内阻增大，温度迅速升高，锂离子迁移阻力增大，副反应增多，循环次数急剧减少。

对于动力电池系统，成组的动力电池存在不均衡情况，单体不一致性随着使用逐渐增大，也会显著加速动力电池衰减；因此，新能源汽车实际运行过程中，动力电池的衰减受到内部、外部多重因素影响，包括汽车使用习惯、交通路况、气候环境和充电方式等使用因素，以及单体工艺差异、单体温度不一致、系统集成方案和管理方案造成的电池系统集成技术上的差异，此外材料、封装技术等也会对单体生产过程造成随机影响环境温度与湿度增加，也导致锂电池内阻增大，电解液减少，锂离子嵌入脱出程度增加，材料活性降低，容量下降；电动汽车长期行驶于道路崎岖不平频繁加速与减速、瞬时输出动力过大等复杂工况下，导致锂电池放电倍率过大、温度升高、放电过深，严重影响循环次数与使用寿命［3］。

2 电池衰减程度的检测

2.1 循环充放电法

新能源汽车动力电池的衰减主要以容量衰减为主，在检测动力电池的容量衰减时，较多采用循环充放电法，即选取不同的充放电制度对动力电池进行检测，通过动力电池在不同充放电制度下的放电容量来评判动力电池容量的衰减程度。

例如，限定好充放电制度，对某动力电池进行充放电测试，则可测得其初始容量为Q0，接下来对该动力电池进行若干次充放电测试，充放电次数计为n，这样多次充放电测试完成后，测量动力电池容量为Qn，那么这样的测试即可得到该动力电池的衰减率QL［4］；

2.2 经验模型法

动力电池的性能检测可以通过不同的实验进行测试，在获取的实验数据中，可以通过分析处理总结出动力电池参数变化与其容量衰减之间的变化规律。例如，可以运用实验中温度、循环次数、充放电电流、电压等数据作为模型的输入变量，以动力电池的容量衰减作为输出变量，通过数据拟合等方法，进而可以推到出这些参数与容量衰减之间的关系。则在此之后的应用中即可以采用推到出来的经验模型进行动力电池衰减程度的判断，只需要把被检测动力电池相关参数输入到经验模型中变可轻松得到该电池的容量衰减程度。

3 电池评价体系的建立

新能源汽车动力电池通过不同的检测方法可以获得不同阶段的动力电池的健康程度，即获取的动力电池相关参数，可以详细的记录特定状态下动力电池的衰减程度。则电池的评价体系可以以这些数据为基础，通过不同渠道获取大量的动力电池检测数据，例如动力电池生产厂家、新能源汽车维修厂家等，建立庞大的后台数据存储系统，将不同状态、不同衰减程度的动力电池检测数据加以汇总整理，则可以分析整理出针对不同类型电池的动力电池健康程度模型，同时，借助互联网的优势，实现数据来源共建，数据资源共享，则可以作为后续其他新能源汽车动力电池检测中电池衰减程度的评价依据，这样形成逐渐完善的动力电池状态评价的标准数据，使得动力电池衰减程度的判断更为可靠、更为精准［5］，动力电池评价体系流程如图2所示。