大数据下的动力电池全生命周期设计与应用

发展新能源汽车是我国迈向汽车强国的重要发展战略,动力电池作为新能源汽车的重要储能系统,其生产、制造、管理、应用等全生命周期设计与管控难。 随着动力电池全生命周期数据库的构建与先进大数据算法的应用拓展,大数据技术在动力电池全产业链下获得了更多应用。 系统地总结了数据驱动算法与技术在动力电池全产业链下应用情况,分析在电池材料设计优化、生产及出厂后选型配组、装机后应用管理、梯次利用等场景下大数据算法应用效果及落地可能性,为大数据分析技术在新能源汽车领域深入推广提供参考。     

数字孪生技术在城市主干路改建工程的应用实践

随着城市的不断发展和建设，道路改造项目逐渐增多。以上海市某主干路改建工程数字孪生技术应用为例，阐述了数字孪生技术在道路改造项目中的应用思路，分析了此类项目的特征和痛难点。通过数字孪生技术和BIM信息管理平台的应用，构建了设计、施工进度、成本、质量、安全、环境、智慧工地等数据，提升了管理精细度，为企业级平台提升提供样板。同时，形成了项目竣工数字孪生资产，为运维阶段提供可靠的数据支撑。     

绿色能源再生关键技术，天能以绿色增长夯实厂商共赢

<正>近年来,天能聚焦绿色智造发展,持续推进动力电池全生命周期关键技术突破和生态设计,逐渐打造完成一条集“回收—冶炼—再生产”于一体的闭环式绿色产业链,深化行业高质量可持续发展引领,全力助推国家“双碳”战略实施。绿色能源再生关键技术,作为天能电池四大关键技术之一,不仅能够让电池具备更高的回收价值,有效促进天能厂商合作模式创新,突破新的     

基于数字孪生理念的跨海桥梁智能维养系统架构研究

桥梁维养系统是实现桥梁高效管养的重要技术手段，智能化运维已成为桥梁管养模式发展的必然趋势，数字孪生技术是实现桥梁数字化、智能化维养的关键技术之一。跨海桥梁由于其工程规模、结构特点及所处区域的特殊性，对桥梁维养工作的要求更高。面向跨海桥梁工程的维养需求，设计了跨海桥梁智能维养系统的总体架构、业务架构、应用架构、数据架构以及技术架构。其中，总体架构由基础层、平台层、应用层以及数据标准、数据安全构成；业务架构按照感知、认知、决策、行动的业务运转模式进行设计；应用架构以业务架构为基础，包括资产管理和业务在线两方面；基于业务架构、应用架构，梳理了系统的数据逻辑链路，形成系统数据架构；技术架构是实现应用架构的技术方案，包含数据采集、数据传输、数据管理、分析处理以及可视化技术5个层级。实践证明，本研究设计的系统架构为港珠澳大桥智能维养系统研发提供了技术支撑，可为其他同类型项目的维养系统研究提供参考。     

面向多源数据融合的交通基础设施数字化架构研究

实现基础设施的数字化,需要融合多种数据源,比如BIM模型、GIS信息、图纸、测控信息、施工过程信息、资产管理信息等等。在交通基础设施领域,既有相关研究多注重于平台的宏观组成和数据分析,尚未成型针对于交通基础设施数字化架构的研究。为了解决交通基础设施架构不明确的问题,在智能制造领域提出"数字孪生"概念的基础上,阐述了交通基础设施数字孪生的基本概念及其应该包含的主要内容,进而提出了交通基础设施数字孪生的基本架构体系—"容器+服务"体系。该体系具有数据存储量大、存储效率高、零配置、部署快捷简便、结构简洁和运行环境稳定等特点。通过计算机信息技术,给出了"容器"的选择和实现方式,对"服务"中的关键内容"语义定义"进行了规范化梳理,总结出一个构件的数字孪生应该包含的信息,然后分别将"容器"和"服务"实例化。在此基础架构上,开发了交通基础设施数字化平台,结合BIM模型、GIS数据、老路以及被交路的航拍数据等多源数据信息,为施工管理的高效、准确决策提供了有力的数据支撑,即实现了多源数据的有效融合。研究表明,本研究提出的多源数据融合的平台架构层次清晰、计算效率高且运行稳定,为数字公路、智慧公路等提供了一种基础设施数字化的解决方案。     

吉利某款纯电动汽车碳减排分析及总结

吉利汽车在2021年发布了公司碳中和战略规划,短期目标以2020年为基线,在2025年单车全生命周期碳排放减少25%以上;长期目标在2045年实现碳中和,而纯电动汽车是吉利汽车加速电动化进程以及实现碳中和的关键路径之一。纯电动汽车虽然是零尾气排放,但在它的全生命周期中还是会有大量的碳排放产生,所以在纯电动汽车的研发中还需要探索如何减少其对环境造成的负面影响。文章分析了一款纯电动汽车从“摇篮”到“大门”的碳排放来源,并对动力电池、材料以及整车生产制造实施的碳减排方案做了分析介绍,最后对系统边界内的各阶段做了碳减排工作的总结阐述。     

基于雷视融合感知技术的公路隧道交通管控系统研究

为提高公路隧道交通信息感知水平,实现公路隧道发展数字化、智能化运营管理需求,基于雷视融合感知技术,建立了公路隧道交通管控系统,通过时空匹配、ROI目标融合和距离融合方式依次实现雷视融合感知;构建了公路隧道交通管控系统体系架构,包括设备层、通信层、数据层、应用层和用户层5个层次;以雷视融合、数字孪生等关键技术驱动,建立了三维实景化管控、数据分析研判、应急联动管控和信息共享四大应用平台,实现了全息感知、多源融合、事件研判、辅助决策、智能控制、精细管理等功能。通过济莱高速公路隧道群实例证明：基于雷视融合的公路隧道交通管控系统可精准感知隧道运行状态,为公路隧道信息感知和智能化管控提供技术支撑。     

新能源汽车生命周期内减碳关键技术的研究

随着全球变暖导致的自然灾害愈演愈烈,碳中和作为减少二氧化碳排放的重要手段逐渐被人们重视。新能源汽车作为节能环保的重点,在减少碳排放中发挥重要作用。针对碳中和背景下如何降低新能源汽车碳排放问题,从新能源汽车全生命周期的视角,对纯电动汽车的动力电池能量密度、能量管理策略和再生制动能量回收,燃料电池汽车的氢气获取、电催化剂和能量管理策略,混合动力电池汽车的机电耦合技术、能量管理策略和制动能量回收方向,对具体减碳技术进行了综述。     

基于BIM技术的公路协同管理平台研究

随着BIM技术的不断发展,越来越多的研发平台被运用到工程中,但一般都只是运用到工程的某一个阶段,没有贯穿BIM整个生命周期。该文以BIM全生命周期为核心,覆盖公路工程规划、设计、施工、运维各个阶段,能够促进业主、设计、施工、监理各单位之间的沟通交流,实现信息的共享传递。初步提出BIM全生命周期意义的公路工程协同管理平台思想,从阶段构架、功能架构和系统架构3个方面详细阐述公路工程协同管理平台,为平台的进一步研发提供标准框架结构。     

基于超声波倒车雷达的研究

介绍车用泊车辅助系统——超声波倒车雷达的工作原理及设计架构,通过超声波三角算法探测障碍物距离,为车载超声波雷达大批量推广列装提供设计理论依据,并依据此设计原理延伸出半数字雷达、全数字雷达、无主机雷达等。从雷达系统架构、主机电路设计,传感器驱动电路设计、压电陶瓷超声波驱动及接收设计、运算放大器设计、压电/电磁蜂鸣器驱动设计,声波——距离转换设计等方面详细阐述了超声波雷达的设计方案。     

智慧道路交通城市级云平台构建

分析了国内智慧道路建设存在的问题及建设需求，认为构建智慧道路交通城市级云平台是建设智慧道路的关键。在此基础上，提出了智慧道路交通城市级云平台的总体方案架构、软件功能模块和运营管理模式。通过运用数字孪生、CIM（城市信息模型）、大数据、云计算、物联网、人工智能等先进数字技术，建设城市级数据中心，实施软硬件一体化集成，开发部署城市级云控平台，对城市路网及沿线设施进行全要素数字孪生，实现设施管养、交通管控、应急决策业务应用的数字化赋能，最终构建面向未来的智慧道路交通体系。     

《中国公路学报》"动力电池系统关键技术"专栏导语

发展以电动汽车为代表的新能源汽车产业已成为我国实现能源结构转型和汽车产业升级的重要手段。动力电池系统是新能源汽车的核心部件,直接影响新能源汽车的续驶里程、动力性、经济性和安全性。动力电池系统关键技术主要包括系统建模、参数估计、状态估计、健康管理、热管理.、安全管理与充电控制等方面,其研究与突破对提升新能源汽车安全性、可靠性、有用性和可维护性,进而对支撑我国交通强国建设具有重要而深远的意义。
近年来,众多学者和科研人员在动力电池系统关键技术方面开展了大量创新研究工作,取得了一.批具有代表性的研究成果。为全面展示动力电池系统关键技术领域的最新研究进展,广泛开展学术交流和探讨,《中国公路学报》编辑部邀请重庆大学胡晓松教授、上海交通大学张希教授、长安大学赵轩教授、北京科技大学徐晓明教授、北京理工大学张雷研究员作为专刊组稿负责人,共同向该领域知名专家、学者公开征稿,出版本期"动力电池系统关键技术"专栏。本专栏共收到理论..方法、系统设计、仿真测试、试验研究等论文投稿约50篇,最终录用9篇。研究内容主要集中于以下几方面:
(1)动力电池系统优化设计。主要内容包括:基于老化仿真的电动汽车新型双源电池系统全生命周期成本研究。该研究提出一种采用"部分换电"思路的电动汽车新型双源电池系统,系统中主、副电池包可分时独立地为车辆提供电能。
(2)数据驱动的动力电池系统模型构建与状态估计方法。主要内容包括:基于剩余充电电量的锂离子电池组容量快速估计、基于改进容量增量分析法的锂电池可用容量估计、基于优化高斯过程回归算法的锂离子电池可用容量估算、电动公交在途特性的电池状态梯次划分等。
(3)动力电池热管理控制策略。主要内容包括:车载动力电池液体冷却非线性优化。该研究提出一种包括稳态调节、前馈预测、误差反馈等环节的非线性冷却优化方法,可以提高系统抵抗电流扰动的能力,降低系统冷却能耗。
(4)动力电池快速充电控制技术。主要内容包括:基于SOC自适应分阶的动力锂电池两步优化快速充电。该研究针对电动汽车多阶段恒流充电优化问题,提出了两步优化充电策略,有望实现充电时间和充电损失的平衡优化。
(5)动力电池系统失效机理与故障诊断技术。主要内容包括:锂离子电池碳负极扩散应力与微观结构失效机理、基于电压频域特征和异常系数的动力电池故障诊断等。
动力电池系统关键技术的相关理论、方法与应用研究,将为我国新能源汽车产业发展提供重要的理论和技术支撑。《中国公路学报》将持续关注该领域的国内外最新研究进展,更好地为学界和工业界专业人员提供学习和交流平台,促进我国新能源汽车产业的高质量快速发展。     

基于数字孪生的电机定转子车间设计

基于数字孪生技术,可以实现电机生产的高质量化和高效率化。同时,还可以兼顾多规格、小批量的柔性化生产模式,以满足企业在市场环境中的需求。因此,将传统制造模式转变为数字孪生制造是电机制造业发展的必然趋势。本文针对某公司的实际情况,提出了基于数字孪生的电机定转子车间设计,以提高产品质量和效率,为电机行业的智能化改造和生产优化提供参考价值。     

匹配不同动力电池的纯电动汽车全生命周期节能减碳评价研究

为评估匹配不同动力电池的纯电动汽车 （Battery Electric Vehicle,BEV） 全生命周期环境影响,以某款已上市纯电动汽车为研究对象,分别匹配 4款常用动力电池,基于 GaBi软件搭建生命周期评价模型,对其进行 2021年与 2030年全生命周期能源消耗与环境排放研究,并选取关键参数因子进行敏感性分析。研究表明,匹配钛酸锂电池的纯电动汽车化石能源消耗（ADP（f））与全球变暖潜值 （Global Warming Potential,GWP） 均为最高;纯电动汽车在运行使用阶段与生产制造阶段具有较高的能耗与排放;到2030年,纯电动汽车全生命周期ADP（f）与GWP将显著降低,同时随着电力结构的优化与动力电池充电效率的提升,匹配不同动力电池的整车ADP（f）与GWP也将随之降低。     

道路基础设施数字化研究进展与展望

为进一步促进交通基础设施向数字化、网络化、智能化发展，采用文献研究法对道路基础设施数字化领域的研究进展和发展趋势进行分析。首先通过检索中国知网（CNKI）中文核心合集数据库和Web of Science^TM、IEEE等英文数据库中与主题相关的文献（中文229篇，英文2 395篇），基于科学知识图谱对文献进行梳理与分析，并结合现有研究中的技术领域与工程应用场景，对道路基础设施数字化做出了定义。在此基础上进一步构建了道路基础设施数字化的技术架构，包括：感知获取层、集成处理层、业务应用层、标准与规范体系以及安全与管控体系；此外重点介绍了数字道路信息感知技术、数据管理与分析技术、全生命周期工程应用等关键技术的发展现状，进一步展望了未来技术发展的前景。最终通过梳理道路基础设施数字化现有研究存在的问题和不足，对其今后的发展做出展望。结果表明：道路基础设施数字化是由特定的检测与感知技术、数据传输与通讯网络、信息平台与安全系统构成，具有多元智能性。在路面信息的采集过程中，传感器在耐久性和实用性等方面存在的技术难题仍需进一步解决；物联网、地理信息系统、建筑信息模型、信息物理系统、数字孪生、大数据驱动在内的多种技术手段在道路基础设施性能监测和管理过程中具有广阔的应用前景。     

新能源汽车管理与服务关键技术研究综述

随着新能源汽车的推广应用,车辆规模爆发式增长的同时,在新能源汽车的产品端、运行端以及服务端出现了一系列问题：产品质量监管成效低、运行安全管控不精准、公共服务管理不全面。这些问题影响着新能源汽车的安全可靠运行,制约着新能源汽车产业的发展,已经成为了行业的痛点。在汽车数字化的时代背景下,以大数据为核心,推动新能源汽车管理与服务关键技术的发展,是实现新能源汽车安全可靠高效应用、消除消费者安全焦虑、推动产业跨越式发展的必要支撑和保障。为了较为全面地综述该领域的技术水平和创新成果,从新能源汽车质量测评和溯源技术、新能源汽车安全运行管控和充电服务技术、新能源汽车行为分析辨识和碳核算技术3方面详细论述新能源汽车管理与服务关键技术的研究现状,并重点介绍了“运行大数据+”的新能源汽车“质量监管-运行管控-服务管理”技术体系,最后对目前新能源汽车管理与服务关键技术在产品质量监管、运行安全管控以及公共服务管理等方面存在的问题进行总结,对以大数据分析和挖掘为核心的新能源汽车“质量监测-运行管控-服务管理”技术进行展望。该综述可为新能源汽车管理与服务相关技术的进一步提高提供借鉴,也可为未来该领域技术的发展方向提...     

双碳目标背景下商用车能源与动力系统技术进展

为探明“双碳”目标背景下商用车能源与动力系统技术进展，通过查阅相关文献以及行业调研，系统梳理商用车能源与动力系统技术研究现状，详细总结传统商用车、纯电动商用车、混合动力商用车、氢燃料电池商用车的能源与动力系统技术的发展进程，归纳分析能源与动力系统技术的发展方向，以及商用车行业短期发展趋势。从用车能效、能源互动及全生命周期减碳的视角，为“双碳”目标背景下的商用车能源与动力系统技术发展路径提供建议。     

基于可重构数字孪生体的公路隧道运行管控仿真研究

为降低公路隧道机电系统设计、建设及运维阶段的时间和经济成本，从根本上保障机电系统的高质量、高标准运行，提出了基于可重构数字孪生体的公路隧道运行管控仿真方案：1)制定数字孪生体重构策略；2)构建数字孪生体与虚拟可编程逻辑控制器之间的I/O接口；3)在数字孪生体中对可编程逻辑控制器进行硬件在环仿真。仿真结果表明：该方案提供了更易于访问和高保真度的测试方法和场景，利用数字孪生体代替物理实体测试不同的设计和实现策略，能尽早发现并整合问题，制定更理想的解决方案。     

电动汽车电机驱动技术

近日出台的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》指明了我国新能源汽车发展以纯电驱动汽车为主要战略取向,而电力驱动,动力电池势必成为今后研发的主攻方向。从某种意义上讲,未来汽车厂商的竞争,主要是关键技术的竞争。谁掌握了电力驱动、动力电池的领先技术并将其产业化,谁就会在未来市场占得先机。文章就电力驱动及其控制技术的现状、动力电池的发展趋势、关键技术存在的问题进行分析,提出实现动力电池技术突破的紧迫性。     

大数据时代的电池安全生产——基于工业互联网的新实践

工业互联网是中央政治局定义的七大新型基础设施建设之一，也是动力电池行业迫切需要建设的重要内容，工信部、发改委相关文件均对动力电池行业的智能制造与追溯管理都提出了明确要求。主要论述工业互联网平台在新能源汽车动力电池安全生产管控中的实际应用，同时对动力电池关键生产过程对产品一致性的影响进行分析，针对动力电池生产中工业互联网数据采集问题与难点分别进行论述，制定了动力电池生产大数据分析平台架构与指标，新能源汽车电池大数据分析平台技术架构与分析指标，同时基于图数据库对动力电池生产过程中的PFMEA 知识图谱与安全管控方法进行深入推理。