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利用真實駕駛數(shù)據(jù)改進電動汽車電池

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2025年08月20日 10:03

大多數(shù)電動汽車都配備了電子大腦，用于管理日常電池性能和安全性。該電池管理系統(tǒng)（BMS）包含使用算法來監(jiān)控強大鋰離子電池組整體健康狀況的軟件。

斯坦福杜爾可持續(xù)發(fā)展學院能源科學與工程助理教授西蒙娜·奧諾里 (Simona Onori) 表示：“算法會告訴你一些信息，比如電池是否正常，或者在需要充電之前可以行駛多遠?！?“問題在于 BMS 算法是在理想的實驗室條件下設計的，無法反映電池組在現(xiàn)實世界中的情況?！?/p>

為了證明受控實驗室測試與實際道路體驗之間的差距，奧諾里和斯坦福大學的同事與位于大學校園附近的大眾汽車創(chuàng)新與工程中心的研究人員合作。他們的研究結果發(fā)表在 8 月 18 日的《焦耳》雜志上。

該研究的主要作者 Onori 表示：“基于不切實際的駕駛數(shù)據(jù)的算法在現(xiàn)場可能不準確。” “我們的目標是通過設計根據(jù)真實數(shù)據(jù)訓練的算法來延長電池組的使用壽命?！?/p>

駕駛風格

如今，道路上行駛的電動汽車的電池管理系統(tǒng)通常會記錄制動、加速、減速和充電過程中的數(shù)據(jù)。

該研究的合著者、斯坦福大學研究工程師加布里埃萊·波扎托 (Gabriele Pozzato) 表示：“現(xiàn)實世界的駕駛是特定于駕駛員的?！?“你可能是一個激進的司機，或者只給汽車部分充電的人。不同的駕駛和充電方式將導致不同的電池退化軌跡。然而，傳統(tǒng)的電池算法中不包含這種現(xiàn)場數(shù)據(jù)。”

在這項研究中，大眾汽車向斯坦福大學團隊提供了大約 3,750 小時的 BMS 駕駛數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是從一輛全電動奧迪 e-tron SUV 在舊金山灣區(qū)駕駛的一年中收集的，從 2019 年 11 月到 2020 年 10 月（奧迪是大眾汽車的子公司）大眾汽車）。

能源與電力

斯坦福大學團隊利用奧迪現(xiàn)場數(shù)據(jù)計算了一年內(nèi)電池組的電阻。這些計算使團隊能夠評估兩個關鍵的電池指標：能量和功率。

波扎托解釋說：“能量為您提供了續(xù)航里程，或者說電池充滿電后您可以行駛多少英里?！?“功率是快速提取能量的能力。當您加速時，您希望獲得能量并快速放電電池。電池中的電阻越小，您擁有的功率就越多。”

為了計算電阻，研究人員使用一年中 529 次加速事件和 392 次制動事件的數(shù)據(jù)測量了電池組中電流和電壓的突變。他們還通過分析 53 個充電過程來計算阻抗（電池充電期間的電阻測量值）。

“阻抗和電阻通常被認為是電池健康狀況的指標，”奧諾里說?！澳汩_得越多，阻力就越大。這通常會導致電池組的可用電量減少，但這不是我們所看到的?！?/p>

當研究人員將季節(jié)性天氣數(shù)據(jù)添加到其中時，出現(xiàn)了更復雜的模式。他們發(fā)現(xiàn)電阻在較冷的月份下降，并在春季和夏季穩(wěn)步上升，這表明電池的健康狀況隨著溫度的升高而改善。

奧諾里說：“較高的溫度會提高電池容量，因此你會感覺汽車有更多能量，并且可以行駛更遠的里程。” “但如果你繼續(xù)在高溫下使用電池，它的退化速度會更快。這些都是影響性能的非常棘手的因素。明年，我們將把我們的數(shù)據(jù)集擴展到車隊，以確定溫度和老化如何相互影響。 ”

實驗室與道路

汽車制造商依賴于在原始實驗室條件下設計的傳統(tǒng) BMS 算法。這些算法通常使用機器學習來監(jiān)控單個 4 伏電池的性能數(shù)據(jù)，該電池在恒定溫度下連續(xù)充電和放電，直至耗盡。但奧迪現(xiàn)場數(shù)據(jù)是從由 384 個電池供電的 396 伏電池組收集的。

“新算法應該關注整個電池組，而不是單個電池，”奧諾里說?！拔覀兿ＭO計算法來教育駕駛員如何延長電池組的使用壽命，電池組是車輛中最昂貴的部件。例如，如果駕駛員快速充電過多或加速過度，您可以向駕駛員發(fā)出警報。我們可以從現(xiàn)場數(shù)據(jù)中學到很多東西，從而使 BMS 算法更加穩(wěn)健?！?/p>

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