图为同济大学汽车学院副院长魏学哲发表演讲

10月17日，“第五届动力电池应用国际峰会（CBIS2020）暨首届中国新能源新材料（宁德）峰会”在福建宁德召开。本届峰会由中国化学与物理电源行业协会、福建省宁德市人民政府、电池中国网，以及宁德时代、电化学储能技术国家工程研究中心和21C创新实验室联合主办。在“发掘动力电池产业链价值与机会”主题论坛上，同济大学汽车学院副院长魏学哲发表了题为《为云管理赋能——锂离子电池电化学阻抗车载获取和应用》的主题演讲。

“做电池管理最基本的一个问题是希望把化学、物理的东西数学化、信息化、透明化，”演讲伊始，魏学哲首先向与会代表揭秘了推动电池状态监测、电池管理等方面要与大数据进行联系的内在逻辑。

由于动力电池目前还有很多问题还亟待解决，如衰减过快、衰减无法准确判断，充电、续航、安全等都没有具象化、可视化的信息可做参考，目前电池就像一个完全“黑箱”的东西，我们如何把“黑箱”变成“灰箱”，最后变成“白箱”？“我们要做一个透明的发动机，你不要以为它就是个铁疙瘩，其实整个燃烧过程我们可以看得一清二楚，就是同样要把电池逐渐从‘黑箱’变成‘白箱’，这将是电池规模应用必须要面对和解决的一个非常基本的问题。”魏学哲表示。

魏学哲还指出，未来汽车“智能化”将是必备属性，而电动汽车也是一个智能移动终端载体，不仅仅是是一个交通出行工具，“单一的车辆一定会和大数据、云计算结合在一起。”这就需要对电池各方面的状态和数据进行‘可视化’，发展到目前的第三代电池管理系统一定要能够做到精准、及时全周期的电池状态估计和诊断管理，这也将为智能化提供很好的基础。

此外，目前电动汽车残值比较低的问题比较突出，而核心问题是电池的残值很低。“当我们对一个东西不了解的时候，一般都会按照最低的价格来评估它，电动汽车残值低的问题核心就是电池信息不透明，”魏学哲表示，可能很多电动汽车退役后，电池仍然是好的，可以继续使用或梯次利用，但是缺乏关于电池的详细信息数据和状态数据，同时社会上也缺乏相关积累，因而都会按照最差的“价格”来估计它，这也是电动汽车残值低的问题所在。

无论是基于对电池信息的“白箱”研究，还是为了整个产业的健康发展，亦或者为了后续的再利用，对电池信息，尤其是全生命周期内的数据做到“可视化”都非常必要且迫切。

正是基于此认识，同济大学汽车学院和国内众多科研机构正在努力寻找电池“可视化”的途径，并且很多理论数据应用到实际测试中。

“阻抗是电池信息的重要特征参数，”魏学哲解释称，充放电过程中包括Li+在内的离子和电子不断在电池内部定向运动，阻抗反映了离子和电子在电池不同区域、不同过程运动所受到的阻力，而满足线性、稳定性、因果性条件下，通过对电池上的电压、电流进行时频域分析可以得到阻抗，而基于这种理论演绎和验证，则可以进一步了解电池的真实状态。

魏学哲指出，阻抗是包括锂离子电池在内的化学电源的重要参数，与内部过程密切相关。“对于汽车应用，电池阻抗数据的将为云端电池管理提供新颖的角度；以目前的技术现状，在充电时完成阻抗测量已具备工程化应用的可能；基于电池阻抗可以实现温度估计、寿命状态估计、寿命预测、寿命衰减模式识别、诊断等丰富应用，”魏学哲表示，未来能源网络高度依赖化学电源，阻抗在不同场景具有广阔的应用空间，“阻力”变“动力”。

演讲中，魏学哲进一步介绍了LFP和NCM电池材料在阻抗方面的特性。据魏学哲介绍，对于所研究的LFP和NCM电池，存在一定频率范围内（1Hz~100Hz）的阻抗角对温度变化非常敏感。“阻抗角对温度非常敏感的特征，以及双方的密切关联性，对电池内部温度等参数进行测算和验证，可逐渐使得其更为透明，“基于此理论和方法，目前内部测算跟实际结果误差可以控制在0.5度以内。”据魏学哲透露，这将对电池的信息掌握提供很强的参考价值。

魏学哲表示，在整个能源革命里面，电池都会扮演一个核心角色，这个核心角色里面我们需要对它进行“白箱化”处理，对这个电池的内容搞清楚，阻抗是一个重要的参数，而除了阻抗这个参数，其实还有其他参数我们需要进一步开发。