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利用真實(shí)駕駛數(shù)據(jù)改進(jìn)電動(dòng)汽車電池

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2025年08月20日 10:03

大多數(shù)電動(dòng)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(qiáng)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(xué)院能源科學(xué)與工程助理教授西蒙娜·奧諾里 (Simona Onori) 表示：“算法會(huì)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(yuǎn)?！?“問題在于 BMS 算法是在理想的實(shí)驗(yàn)室條件下設(shè)計(jì)的，無法反映電池組在現(xiàn)實(shí)世界中的情況。”

為了證明受控實(shí)驗(yàn)室測試與實(shí)際道路體驗(yàn)之間的差距，奧諾里和斯坦福大學(xué)的同事與位于大學(xué)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(jié)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(shí)際的駕駛數(shù)據(jù)的算法在現(xiàn)場可能不準(zhǔn)確?！?“我們的目標(biāo)是通過設(shè)計(jì)根據(jù)真實(shí)數(shù)據(jù)訓(xùn)練的算法來延長電池組的使用壽命?！?/p>

駕駛風(fēng)格

如今，道路上行駛的電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)通常會(huì)記錄制動(dòng)、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(xué)研究工程師加布里埃萊·波扎托 (Gabriele Pozzato) 表示：“現(xiàn)實(shí)世界的駕駛是特定于駕駛員的?！?“你可能是一個(gè)激進(jìn)的司機(jī)，或者只給汽車部分充電的人。不同的駕駛和充電方式將導(dǎo)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)?！?/p>

在這項(xiàng)研究中，大眾汽車向斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)提供了大約 3,750 小時(shí)的 BMS 駕駛數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是從一輛全電動(dòng)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(xué)團(tuán)隊(duì)利用奧迪現(xiàn)場數(shù)據(jù)計(jì)算了一年內(nèi)電池組的電阻。這些計(jì)算使團(tuán)隊(duì)能夠評估兩個(gè)關(guān)鍵的電池指標(biāo)：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(dāng)您加速時(shí)，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?！?/p>

為了計(jì)算電阻，研究人員使用一年中 529 次加速事件和 392 次制動(dòng)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(gè)充電過程來計(jì)算阻抗（電池充電期間的電阻測量值）。

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

當(dāng)研究人員將季節(jié)性天氣數(shù)據(jù)添加到其中時(shí)，出現(xiàn)了更復(fù)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(huì)提高電池容量，因此你會(huì)感覺汽車有更多能量，并且可以行駛更遠(yuǎn)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(huì)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(kuò)展到車隊(duì)，以確定溫度和老化如何相互影響。 ”

實(shí)驗(yàn)室與道路

汽車制造商依賴于在原始實(shí)驗(yàn)室條件下設(shè)計(jì)的傳統(tǒng) BMS 算法。這些算法通常使用機(jī)器學(xué)習(xí)來監(jiān)控單個(gè) 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(gè)電池供電的 396 伏電池組收集的。

“新算法應(yīng)該關(guān)注整個(gè)電池組，而不是單個(gè)電池，”奧諾里說?！拔覀兿ＭO(shè)計(jì)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(bào)。我們可以從現(xiàn)場數(shù)據(jù)中學(xué)到很多東西，從而使 BMS 算法更加穩(wěn)健?！?/p>

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