近日，汽車學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監(jiān)測方法的研究進展，闡述了各種傳感方法的測量原理，并對電池內部多參數監(jiān)測與多元傳感數據應用兩個方面進行了總結和展望。該論文第一署名單位為長安大學汽車學院，彭俊為第一作者，趙軒教授為通訊作者。

論文封面

智能電池系統是一種集自感知、自決策、自修復等功能于一體的能量轉化與存儲裝置，通過集成智能材料、先進傳感、人工智能等高新技術，能夠實現對電池狀態(tài)精準監(jiān)測和管控。多維度參數傳感是實現智能電池功能的關鍵技術之一，近年來，鋰離子電池的內外多參數監(jiān)測逐漸成為智能電池開發(fā)和管理領域的研究熱點。

近年來電動汽車和儲能系統的電池事故頻發(fā)，為了解決這一問題，研究人員進行了大量的嘗試和努力，主要的技術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、更高效的電池管理系統。集成多種傳感單元的智能電池將是實現更先進的電池管理系統的手段之一，通過對電池多維度參數實時監(jiān)測，結合物聯網、大數據、云計算、人工智能等技術以實現更加精準，高效的電池狀態(tài)估計、故障診斷、安全預警，從而實現電池“少”事故，甚至是“零”事故目標。

文章全面綜述了鋰離子電池多種參數監(jiān)測方法的研究進展，分別對電池的電學參數（電流、電壓、內阻）和非電學參數（溫度、應變、變形、氣壓、氣體種類）的傳感方法進行了全面的總結分析。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，并系統的討論了各種傳感器的優(yōu)缺點，以及適合的應用場景。最后，從電池內部多參數監(jiān)測與多元傳感數據應用兩個方面進行了總結和展望。

鋰離子電池多參數傳感總覽

目前，大多數商用電池管理系統只對電池的電流，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，無法充分反應電池的狀態(tài)信息，以至于不能進行精準高效管控。因此，電池系統多維參數監(jiān)測是未來發(fā)展的必然趨勢，本文綜述了當前鋰離子電池多種參數傳感的研究進展，并分析提出了未來智能電池多維參數監(jiān)測的發(fā)展趨勢。1）內部參數監(jiān)測：監(jiān)測電池內部參數是了解電池內部化學和物理反應機理的重要工具，可以為性能優(yōu)化、實時診斷和安全管理提供更豐富的數據。但傳感器對電池內部參數的長期、準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）多元數據應用：對于BMS中多參數的使用，數據融合是關鍵，直接決定了BMS中多參數監(jiān)測的有效性，人工智能技術是提高BMS可預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、故障診斷和安全預警模型。

未來智能電池多維參數傳感發(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  網絡編輯：和燕）