近日，汽車學(xué)院青年教師彭俊等人在國際交通電動化雜志《eTransportation》（中科院1區(qū)Top，IF=15.0）上發(fā)表綜述文章，題為《Enhancing lithium-ion battery monitoring: A critical review of diverse sensing approaches》,文章全面綜述了鋰離子電池多種參數(shù)監(jiān)測方法的研究進(jìn)展，闡述了各種傳感方法的測量原理，并對電池內(nèi)部多參數(shù)監(jiān)測與多元傳感數(shù)據(jù)應(yīng)用兩個方面進(jìn)行了總結(jié)和展望。該論文第一署名單位為長安大學(xué)汽車學(xué)院，彭俊為第一作者，趙軒教授為通訊作者。
論文封面
智能電池系統(tǒng)是一種集自感知、自決策、自修復(fù)等功能于一體的能量轉(zhuǎn)化與存儲裝置，通過集成智能材料、先進(jìn)傳感、人工智能等高新技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對電池狀態(tài)精準(zhǔn)監(jiān)測和管控。多維度參數(shù)傳感是實現(xiàn)智能電池功能的關(guān)鍵技術(shù)之一，近年來，鋰離子電池的內(nèi)外多參數(shù)監(jiān)測逐漸成為智能電池開發(fā)和管理領(lǐng)域的研究熱點。
近年來電動汽車和儲能系統(tǒng)的電池事故頻發(fā)，為了解決這一問題，研究人員進(jìn)行了大量的嘗試和努力，主要的技術(shù)途徑可分為兩條路線：1）更安全的電池，例如固態(tài)電池；2）更智能、更先進(jìn)、更高效的電池管理系統(tǒng)。集成多種傳感單元的智能電池將是實現(xiàn)更先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)的手段之一，通過對電池多維度參數(shù)實時監(jiān)測，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)以實現(xiàn)更加精準(zhǔn)，高效的電池狀態(tài)估計、故障診斷、安全預(yù)警，從而實現(xiàn)電池“少”事故，甚至是“零”事故目標(biāo)。
文章全面綜述了鋰離子電池多種參數(shù)監(jiān)測方法的研究進(jìn)展，分別對電池的電學(xué)參數(shù)（電流、電壓、內(nèi)阻）和非電學(xué)參數(shù)（溫度、應(yīng)變、變形、氣壓、氣體種類）的傳感方法進(jìn)行了全面的總結(jié)分析。闡述了各種傳感方法的測量原理，傳感器的安裝位置，探頭尺寸，靈敏度、分辨率等傳感性能參數(shù)，并系統(tǒng)的討論了各種傳感器的優(yōu)缺點，以及適合的應(yīng)用場景。最后，從電池內(nèi)部多參數(shù)監(jiān)測與多元傳感數(shù)據(jù)應(yīng)用兩個方面進(jìn)行了總結(jié)和展望。
鋰離子電池多參數(shù)傳感總覽
目前，大多數(shù)商用電池管理系統(tǒng)只對電池的電流，電壓和部分點的外部溫度監(jiān)測，這種方法存在一定的局限性，無法充分反應(yīng)電池的狀態(tài)信息，以至于不能進(jìn)行精準(zhǔn)高效管控。因此，電池系統(tǒng)多維參數(shù)監(jiān)測是未來發(fā)展的必然趨勢，本文綜述了當(dāng)前鋰離子電池多種參數(shù)傳感的研究進(jìn)展，并分析提出了未來智能電池多維參數(shù)監(jiān)測的發(fā)展趨勢。1）內(nèi)部參數(shù)監(jiān)測：監(jiān)測電池內(nèi)部參數(shù)是了解電池內(nèi)部化學(xué)和物理反應(yīng)機理的重要工具，可以為性能優(yōu)化、實時診斷和安全管理提供更豐富的數(shù)據(jù)。但傳感器對電池內(nèi)部參數(shù)的長期、準(zhǔn)確測量仍然是一個挑戰(zhàn)。集成多種傳感功能的微光機電傳感器或許是解決這一問題的途徑之一。2）多元數(shù)據(jù)應(yīng)用：對于BMS中多參數(shù)的使用，數(shù)據(jù)融合是關(guān)鍵，直接決定了BMS中多參數(shù)監(jiān)測的有效性，人工智能技術(shù)是提高BMS可預(yù)測性和效率的有效手段，有助于開發(fā)更精確的狀態(tài)估計、故障診斷和安全預(yù)警模型。
未來智能電池多維參數(shù)傳感發(fā)展趨勢（引自原文）
論文信息：Jun Peng, Xuan, Zhao, Jian Ma, et al. Enhancing lithium-ion battery monitoring: A critical review of diverse sensing approaches, eTransportation 2024:100360.
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S259011682400050X
（審稿：周姍姍 網(wǎng)絡(luò)編輯：和燕）
