談電池的分析和模擬：動力電池精細(xì)化管理的起點(diǎn)

揭秘電車電池：相比傳統(tǒng)設(shè)備電池復(fù)雜在哪？

幻實(shí)（主播）：本期節(jié)目，我們邀請到是德科技電源和通用產(chǎn)品市場經(jīng)理饒騫。專訪前，聽饒騫做了一些精細(xì)化電池測試和管理的知識分享，感覺打開了新的視野。

印象中，是德科技主要聚焦半導(dǎo)體測試設(shè)備，現(xiàn)在才知道你們在電池領(lǐng)域也有這么多的積累。請饒總給大家科普一下您在日常工作中涉及到的電池領(lǐng)域知識，尤其是大眾還沒有了解到的一些使用問題。

饒騫（嘉賓）：說來話長，實(shí)際上我們跟電池打交道大概已經(jīng)有20年了。在GSM手機(jī)（中文為全球移動通訊系統(tǒng)，俗稱"全球通"）的年代，還有“單電單充雙電雙充”的說法，電池可以從手機(jī)上取下來；但到了智能手機(jī)的階段，電池已經(jīng)不可拆卸了，而且如果不使用原廠的電池，對手機(jī)的性能和續(xù)航都會有很大影響。

幻實(shí)（主播）：那么在新能源汽車電池的方面呢？

饒騫（嘉賓）：近年新能源汽車發(fā)展起來以后，我們有很多電力電子的工程師，他們對DC-DC、 AC-DC都很熟悉；

我們在研發(fā)測試過程中，還經(jīng)常會用到電源供電輸入的傳統(tǒng)測試方式。但問題在于現(xiàn)在新能源汽車使用的基本上都是電池，而電池的性能可能會受到充放電次數(shù)、溫度、放電電流等眾多因素的影響，實(shí)際使用與理論狀態(tài)的差別非常大。這實(shí)際上給我們的電池管理，以及電能的轉(zhuǎn)換帶來很大的困難。

幻實(shí)（主播）：我們現(xiàn)在使用的新能源汽車上的電池和傳統(tǒng)的手機(jī)或物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池相比，研究過程中的挑戰(zhàn)會在哪些方向？遇到過哪些新的問題？

饒騫（嘉賓）：如果從基本屬性來說，這些都還屬于鋰電池；它們的區(qū)別首先在于功率的大小。新能源汽車的電池是百上千個(gè)電池以組串式連接的方式做成的，電壓也不再是區(qū)區(qū)幾伏，可能會達(dá)到四百伏、八百伏，甚至未來會朝更高壓的方向發(fā)展。另外，它的電流也很大。畢竟汽車電池的工作場景非常復(fù)雜：猛加速，電池會大量放電，而剎車時(shí)，又會反向地充電，這是我們以往研發(fā)歷程中沒有遇到過的難題，再加上大家對電動車還有越來越高的續(xù)航需求，這也讓我們面臨更大的挑戰(zhàn)。

是德的汽車設(shè)計(jì)與測試解決方案（圖源：是德科技官網(wǎng)）

電池體量存在極限，性能釋放從何突破？

幻實(shí)（主播）：新能源汽車會不斷涌現(xiàn)出多維度的新需求?，F(xiàn)在汽車電池行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r如何？

饒騫（嘉賓）：現(xiàn)在有一些領(lǐng)先的汽車廠家確實(shí)在很深入地考慮電池問題。與剛起步時(shí)不同，那時(shí)我們拿到電池，接上電機(jī)，做好電池管理，以一種粗放型、整合的方式來做電動車。而現(xiàn)在，我們可以看到很多領(lǐng)先的電池廠家已經(jīng)采用更精細(xì)化的管理模式，因?yàn)殡姵氐娜萘恳呀?jīng)很難進(jìn)一步壓榨，電機(jī)效率的提升也接近極限，這些方面的進(jìn)步都是非常緩慢的過程，但用戶對續(xù)航要求的提升絕不會是一個(gè)緩慢的過程?？偠灾?，怎樣去提高電池的使用效率，是一個(gè)系統(tǒng)的問題；所以現(xiàn)在領(lǐng)先的廠家已經(jīng)在極力地進(jìn)行更為科學(xué)化、精細(xì)化的電池充放電和功耗管理，把里程數(shù)進(jìn)一步地壓榨出來。

幻實(shí)（主播）：那么你們會用什么樣的方法來解決這個(gè)問題？

饒騫（嘉賓）：實(shí)際上是德科技在這個(gè)領(lǐng)域有很多積累。而我們看中的是對電車進(jìn)行精細(xì)化分析的過程，也就是如何對它進(jìn)行更合理的電池管理，讓續(xù)航能夠盡量延長。不僅如此，我們還要兼顧它的快充速度和充電安全等問題。這時(shí)我們就要考慮到在不同工況下，比如不同溫度或不同充放電次數(shù)的情況下的電池狀況。

具體的手段有很多，比如對電池進(jìn)行更深層次的了解，建立電池模型，以及在電池模型的基礎(chǔ)上怎樣對電池性能進(jìn)行更好的管理。

是德充電測試解決方案演示（圖源：是德科技官網(wǎng)）

幻實(shí)（主播）：我覺得電池生產(chǎn)廠商可能也不太了解電池在各種情況下的性能狀況是怎樣的。

饒騫（嘉賓）：你說得對，這就是目前電車行業(yè)面臨的一個(gè)問題，有些生產(chǎn)電池的廠商對電池的真正使用狀況未必很關(guān)心?，F(xiàn)在生產(chǎn)電池的廠商也有一些行業(yè)規(guī)范的測試，但它只是一種最低標(biāo)準(zhǔn)。車輛在實(shí)際使用過程中，它的功耗情況可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這些規(guī)范的要求。我們要模擬的是車輛在正常使用和極限使用情況下的功耗模型，另一方面，我們要看電池在不同狀態(tài)，比如充放電一年，甚至幾年后的特性。我們會把這兩部分結(jié)合起來，來幫助工程師做出最佳的電池管理方案。

幻實(shí)（主播）：所以我覺得電池的使用方，尤其像主機(jī)廠，應(yīng)該非常歡迎你們這樣的角色來共同合作。

饒騫（嘉賓）：雖然一些大的電池廠商也意識到了這個(gè)問題，也在研發(fā)整套的電池管理方案，但是從我們的角度來看，這條路其實(shí)還是蠻漫長的。

電動交通中的電源與電池（圖源：是德科技官網(wǎng)）

幻實(shí)（主播）：在您服務(wù)客戶過程中遇到的常見問題是什么？有沒有什么方便跟我們講一講的？

饒騫（嘉賓）：問題很多，最明顯的問題就是電池的低溫問題。這可能也是目前所有的電池行業(yè)都面臨的共同問題。

幻實(shí)（主播）：所以電動車在北方，尤其在東北的銷售一直很低迷，是有這個(gè)原因在的。

饒騫（嘉賓）：是的，即便在北京，到冬天時(shí)電動車主的抱怨也是成片的，這無法避免。不同廠家也用不同的辦法來控制，所以對電池性能的了解、管理等等都需要非常細(xì)致，這也是我們進(jìn)一步對電池分析、建模和模擬的最重要的出發(fā)點(diǎn)。

工程師眼中的“黑匣子”：如何化未知為已知？

幻實(shí)（主播）：你們服務(wù)了國際電車行業(yè)的龍頭特斯拉，所以我想請您客觀地講一講，您了解到的國內(nèi)電車龍頭和國際的電動車龍頭，他們對于電池的態(tài)度或者思維模式有何差異？

饒騫（嘉賓）：如果這個(gè)問題是幾年以前提出的，我只能說差異很大，但是現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)差異已經(jīng)越來越小了。

幻實(shí)（主播）：那么我們談一談一年以前的差異有多大？

饒騫（嘉賓）：幾年以前我們普遍認(rèn)為特斯拉的續(xù)航能力不錯(cuò)，并且它的耐久性很好；可能用戶在使用3-5年之后還保有70%甚至75%的續(xù)航能力，而國內(nèi)廠商可能差一些。但經(jīng)過這一兩年的發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的一些龍頭企業(yè)的確是飛速進(jìn)步，在續(xù)航方面考慮得越來越精細(xì)。我們非常欣賞國內(nèi)的工程師在這個(gè)領(lǐng)域里研發(fā)的速度，我也相信我們國內(nèi)的電動車會越做越好。雖然國內(nèi)電動車廠商水平參差不齊是不爭的事實(shí)，但整個(gè)行業(yè)普遍還是越做越好，這是我們非常樂意看到的。

當(dāng)然我們也看到國內(nèi)電動車的廠商水平確實(shí)參差不齊，但是整個(gè)行業(yè)普遍還是在不斷地進(jìn)步，這是我們非常樂意看到的。

幻實(shí)（主播）：那最后您有沒有什么想借助我們芯片揭秘這個(gè)欄目對外呼吁或者是號召的？

饒騫（嘉賓）：對于工程師來說，綠色能源電池非常重要，雖然電池對大家來說是個(gè)“黑匣子”；但我希望大家不要怕這個(gè)問題，要勇于去面對，更加深入的了解電池，了解需求，這樣能夠幫助我們做出真正的好產(chǎn)品。

幻實(shí)（主播）：在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候才會更加游刃有余。

饒騫（嘉賓）：對我們設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的性能，對我們所選用的電池，做到心中有數(shù)，就能自信地去面對原來存在的問題，進(jìn)而解決問題。

幻實(shí)（主播）：既然可以把未知研究清楚，就不要茫然地走向未知。

饒騫（嘉賓）：你說得對，這很有哲理性。

幻實(shí)（主播）：而恰恰你們又可以幫助他們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

饒騫（嘉賓）：這也是我們希望能夠幫助大家的地方。