动力蓄电池全生命周期数据库建设及残值评估指标选取探索

武双贺，张廷，李龙辉

动力蓄电池全生命周期数据库建设及残值评估指标选取探索

武双贺，张廷，李龙辉

（中国汽车技术研究中心有限公司，天津 300300）

文章基于国家对新能源汽车监控及动力蓄电池溯源管理相关政策内容，探讨构建动力蓄电池全生命周期数据库建设思路、基于动力蓄电池全生命周期数据通过大数据分析开展残值评估的可行性研究以及残值评估过程中评估指标选取的初步构想。

新能源汽车；动力蓄电池；全生命周期数据库；残值评估

前言

新能源汽车产业的快速发展，带动了对动力蓄电池的强劲需求，2018年动力蓄电池配套量约57GWh，较2012年增长了80余倍，产业规模居世界第一。退役动力蓄电池催生了诸如基站备电、电网储能、低速车换电等一系列梯次利用产业，进而引出对快速有效、低成本退役电池残值评估方法的迫切需求。《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》（工信部39号令）中指出，新能源汽车生产企业应当建立安全状态监测平台，对新能源汽车及动力蓄电池安全状态进行监测。《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》以及《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》中明确动力蓄电池溯源管理的各项要求。上述国家管理政策实施，为构建动力蓄电池全生命周期数据库提供了可能，本文探讨构建涵盖动力蓄电池原始出厂信息、车载运行信息、过程流转信息以及退役检测信息的全生命周期数据库构建思路，并梳理影响退役动力蓄电池残值的诸如维修更换类型及频次、充放电倍率、温度等关键指标，分析基于动力蓄电池全生命周期数据库开展退役动力蓄电池残值评估研究的可行性。

1 动力蓄电池全生命周期数据库建设

动力蓄电池全生命周期数据库建设思路涵盖电池生产原始出厂直至车电分离完成退役全流程，如图1所示。

图1 新能源汽车动力蓄电池全生命周期数据库示意图

1.1 原始出厂信息

原始出厂信息作为残值评估的基本依据,特别是在使用重置成本法计算功能性贬值和经济性贬值方面不可或缺。其中应包含产品规格型号、材料体系、能量密度、起始容量、循环寿命等各项参数，部分字段信息示例见表1。

表1 原始出厂信息

1.2 车载运行信息

本文通过梳理《GB/T 32960 电动汽车远程服务与管理系统技术规范》，综合考虑退役动力蓄电池残余价值评估需要，形成涵盖整车数据、驱动状态、车辆位置数据以及极值和报警数据的车载运行信息数据库。车载运行信息数据作为退役动力蓄电池残值评估的重要依据，相较传统二手车残值评估中历史数据无从查询窘境，可以有效反映动力蓄电池在车载使用过程中的各项指标变化情况。

表2 车载运行信息

1.3 过程流转信息

通过分析传统二手车交易过程后发现，妨碍二手车交易的主要原因之一，买卖双方就车辆维修记录无法达成共识。过程流转信息数据库基于国家溯源管理平台，涵盖动力蓄电池出现故障的类型、维修更换的时间、地点、频次等关键信息。

1.4 退役检测信息

退役检测信息，一方面涵盖诸如外观损坏情况、铭牌信息完整度等基本检测内容，辅助进行残值评估。另一方面构建部分退役动力蓄电池内阻、剩余容量等进阶检测项目，可作为构建残值评估模型过程中模型验证数据来源。

2 退役动力蓄电池残值评估指标体系选取

本文通过对数据库中诸多影响因子进行分析验证，充分考虑实际应用场景重点关注指标，探索选取充放电电流、电压、温度等一系列基础指标，并在此基础上形成健康度SOH、安全可靠性、一致性、剩余寿命四项二级指标。

图2 退役动力蓄电池残值评估指标体系选取示意图

2.1 健康度SOH

健康度SOH最为直接地代表了动力蓄电池当前的状态与新品电池状态间的区别，目前较为常用的SOH数学模型主要由经验模型、等效电路模型和电化学模型三种。充分考虑目前普遍采用的影响因素以及新能源汽车国家监控平台所包含字段信息，以及可操作性等因素，选取充电电流、电池温度极值、单体电池电压极值、起始充电SOC、终止充电SOC等字段信息作为基础指标。

2.2 安全可靠性

动力蓄电池安全可靠性方面可重点考虑选取高温报警、SOC跳变、单体电池一致性报警、单体电池过压报警、单体电池欠压报警等基础指标，并且针对不同的基础指标划分不同的故障类型和故障等级，并且分析故障发生的原因，在实际残值评估模型构建过程中可根据故障带来影响的严重程度给予不同的权重。

2.3 一致性

电压、内阻以及容量一致性指标直观表征退役电池产品质量，主要基于新能源汽车监控数据中单体电池电压值。温度一致性基于电池包内部不同位置温度测点的温度监控数据，主要用于表征动力电池包热管理水平。

2.4 剩余寿命

本文在研究过程中，基于动力蓄电池全生命周期数据库建设，提出基于运行数据的等效退化模型。基于历史运行数据，参照标准循环工况，归一化方法赋予零散化充放电片段不同比例系数计算得到剩余循环寿命。基于以上思路，初步选取充放电过程中充放电倍率、充放电深度、电池温度、单体电池电压极差、温度测点温度极差等因素作为基础指标。

3 结语

我国新能源汽车产业持续快速增长带动退役动力蓄电池梯次利用产业快速发展，本文探索构建动力蓄电池全生命周期以及基于大数据分析的残值评估方法研究可行性，并初步提出评估指标选取思路，为后续残值评估模型研究工作奠定基础。

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Exploration on the Construction of the Life Cycle Database of Traction Battery and the Selection of Residual Value Evaluation Index

Wu Shuanghe, Zhang Ting, Li Longhui

（China Automotive Technology & Research Center Co., Ltd, Tianjin 300300）

Based on the national policy on new energy vehicle monitoring and traction battery traceability management, this paper discusses the construction of the life cycle database of traction battery. Based on the life cycle data of the traction battery, the feasibility study of the residual value evaluation through big data analysis and the preliminary concept of the evaluation index selection in the residual value evaluation process.

New Energy Vehicle; Traction Battery; Life Cycle Database; Residual Value Evaluation

U469.72

A

1671-7988(2019)14-40-03

U469.72

A

1671-7988(2019)14-40-03

武双贺（1990-），男，助理工程师，硕士，就职于中国汽车技术研究中心有限公司，从事新能源汽车动力蓄电池回收利用政策及技术研究。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.14.013