隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展，以鋰電為主的各類新能源已經(jīng)滲透到了社會(huì)中的方方面面，使用場(chǎng)景越來越廣，每年新建的大型儲(chǔ)能電站、工商業(yè)儲(chǔ)能以及家庭儲(chǔ)能越來越多，新能源汽車也越來越普及，甚至一場(chǎng)新能源汽車的發(fā)布會(huì)都能引起全民關(guān)注的現(xiàn)象，也說明了以鋰電為主的新能源已經(jīng)成為了社會(huì)發(fā)展的重要基石。

但隨著鋰電的廣泛使用，一些安全問題也時(shí)不時(shí)地會(huì)暴露出來，也是因?yàn)榇蠹乙呀?jīng)無法離開新能源，對(duì)這種安全相關(guān)事故始終保持著超高的關(guān)注度，在這種情況下，沒有任何一家新能源廠家愿意成為這種負(fù)面新聞的關(guān)注點(diǎn)，努力提高自身的硬實(shí)力、發(fā)展新能源相關(guān)技術(shù)、準(zhǔn)確預(yù)估安全風(fēng)險(xiǎn)、保障新能源的安全使用等等都是每家新能源廠家的愿景。

要保證鋰電的安全使用，新能源廠家們不僅要在電芯研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造上下功夫，

對(duì)電池管理系統(tǒng)（BMS）的關(guān)注度???????也是與日俱增????

1

一

BMS

BMS整體上可以分為硬件和軟件兩部分。

BMS硬件

BMS硬件包括模擬前端采樣芯片(AFE)和微控制器芯片(MCU)，

AFE負(fù)責(zé)對(duì)電池進(jìn)行各種特征數(shù)據(jù)采集，包括電壓、溫度等。

MCU負(fù)責(zé)本地的一些控制和運(yùn)算，將AFE采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)合一些簡(jiǎn)單算法和控制邏輯來管理電芯，或則將數(shù)據(jù)上傳到云端進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和更復(fù)雜的算法計(jì)算處理。

BMS軟件

BMS軟件主要為運(yùn)行于MCU端的嵌入式軟件和運(yùn)行于云平臺(tái)的監(jiān)控終端，嵌入式軟件可以處理少量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的邏輯判斷，而更復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和控制則通常依托云平臺(tái)來負(fù)責(zé)。

AFE采集的數(shù)據(jù)將影響后端的軟件控制策略是否準(zhǔn)確，AFE采集的數(shù)據(jù)精度越高，數(shù)據(jù)越豐富，軟件控制策略就越準(zhǔn)確。

大唐恩智浦的先進(jìn)AFE產(chǎn)品 在 電壓和溫度檢測(cè)精度已達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平的同時(shí)，集成了在線電化學(xué)交流阻抗譜（EIS）檢測(cè)功能，對(duì)電池的可檢測(cè)特征數(shù)據(jù)直接拓寬了幾個(gè)維度，使得后端軟件高級(jí)功能變得更豐富，判斷邏輯和控制策略也更準(zhǔn)確。

EIS在電化學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，可以用來研究電池的電極材料、電極反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程、電池性能評(píng)估、實(shí)時(shí)在線荷電狀態(tài)和老化程度估算、超前安全預(yù)警等等多個(gè)方面。?但要會(huì)遇到以下幾點(diǎn)挑戰(zhàn)

EIS應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

1.

系統(tǒng)相關(guān)研發(fā)工程師需要具備較強(qiáng)的電化學(xué)專業(yè)知識(shí)

2.

需要借助多種專業(yè)分析工具和相應(yīng)的軟件平臺(tái)

3.

基于在線交流阻抗譜檢測(cè)技術(shù)的算法設(shè)計(jì)復(fù)雜，開發(fā)周期較長

4.

算法可部署平臺(tái)有限，對(duì)算力等資源要求較高

5.

前期需要對(duì)各種類型的電芯做較長時(shí)間的各種標(biāo)定工作，收集大量數(shù)據(jù)

面對(duì)這些挑戰(zhàn)

大唐恩智浦的創(chuàng)新成果：

融合EIS的亞健康電芯6D檢測(cè)算法

（以下簡(jiǎn)稱算法）

可以完美解決以上幾個(gè)難點(diǎn)

讓終端客戶可以快速簡(jiǎn)單地

使用在線EIS檢測(cè)技術(shù)

2

一

融合EIS的6D檢測(cè)

該算法需搭配大唐恩智浦DNB11系列AFE芯片使用，如下為算法介紹：

算法包含的6D檢測(cè)，指的是電芯的電壓、溫度、EIS實(shí)部、EIS虛部、EIS幅值以及EIS相位。

融合EIS的亞健康電芯檢測(cè)算法即在這六個(gè)維度上對(duì)電芯進(jìn)行全方位的檢測(cè)判斷，一個(gè)或多個(gè)特征值發(fā)生變化，算法將可以準(zhǔn)確捕捉到離群的電芯編號(hào)并給出離群告警指示。

電壓和溫度：這兩個(gè)都是重要的電池表征數(shù)據(jù)，缺一不可，但又不太夠，因?yàn)樗鼈兒茈y反映出電芯內(nèi)部的一些變化情況，比如析鋰、機(jī)械損傷等等。

EIS正好可以彌補(bǔ)這方面的數(shù)據(jù)，做到電池更全面的從內(nèi)到外的檢測(cè)。

此算法帶來的價(jià)值也非常明顯
可以更加快捷有效地應(yīng)用EIS

融合EIS的6D檢測(cè)算法的經(jīng)濟(jì)適配性與價(jià)值體現(xiàn)

01

算法開發(fā)設(shè)計(jì)難度很低，工程師不需要很深的編程開發(fā)能力也能靈活使用，開發(fā)周期很短，可以使得產(chǎn)品快速推廣到市場(chǎng)上。

02

開發(fā)人員不需要具備相關(guān)的電化學(xué)專業(yè)知識(shí)也能充分發(fā)揮算法的檢測(cè)能力。

03

算法對(duì)資源要求很低，BMS上常用的32位MCU都能運(yùn)行，檢測(cè)判斷速度快。

04

算法可以部署在多個(gè)平臺(tái)，包括云平臺(tái)、本地監(jiān)控平臺(tái)、邊緣計(jì)算平臺(tái)、BMS嵌入式平臺(tái)等等，滿足客戶的各種應(yīng)用場(chǎng)景和不同需求。

05

算法適配各種類型的電芯和模組，不需要對(duì)電芯進(jìn)行前期的各種標(biāo)定工作，也不需要大量數(shù)據(jù)提前訓(xùn)練，大大減輕了系統(tǒng)廠商的工作量

06

算法可以應(yīng)用在各種場(chǎng)景，比如電芯產(chǎn)線上的一致性篩選、Pack成組后在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等，并滿足各種工況下的使用。

07

算法可以在電芯故障早期發(fā)現(xiàn)“身體狀況”較差的電芯并持續(xù)關(guān)注其健康狀態(tài)，保證其整體的健康一致性

通過使用此算法

終端客戶們就可以

更好地應(yīng)用在線EIS檢測(cè)功能

更快地推出具有超強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品?

快速搶占市場(chǎng)！

3

一

算法思路簡(jiǎn)介

融合EIS的亞健康電芯6D檢測(cè)算法思路：

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，消除不同變量之間屬性的差異，每個(gè)電芯都當(dāng)成一個(gè)六維坐標(biāo)的點(diǎn)。

使用聚類算法將所有電芯進(jìn)行分簇歸類，并得出每個(gè)簇的質(zhì)心。

通過計(jì)算每個(gè)點(diǎn)距離質(zhì)心的距離，判斷點(diǎn)的離群情況，當(dāng)超過一定閾值后算法將給出離群電芯編號(hào)和告警指示。