儲能系統的長效安全與精準壽命預測,是全行業規模化發展所面臨的核心挑戰之一。近日,這一命題迎來全新突破。領儲宇能與電子科技大學、荷蘭特文特大學組成聯合科研團隊,在儲能電池健康狀態(SOH)智能預測領域取得兩項重要研究成果,分別發表于能源領域國際權威期刊《Energy》和《Journal of Energy Storage》。
前者系中國科學院一區TOP期刊,影響因子9.4;后者則是儲能領域頂級期刊。兩篇論文連續發表,標志著團隊在電池壽命預測的 “精度”與“可信度” 兩個關鍵維度上均實現技術領先。
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該系列研究成果由領儲宇能常務副總經理、首席科學家劉進程,成都電子科技大學鄧忠偉教授團隊,以及荷蘭特文特大學寧占勝博士等共同發表。
AI智慧驅動,突破電池“測不準”困境
當前,行業在電池壽命管理上普遍面臨“測不準”困境。電芯內部復雜的化學衰減難以捉摸,系統集成商通常要通過大量事后測試來驗證安全邊界。而此次三方聯合團隊的兩項研究,從不同角度給出系統性解決方案。
第一項研究(發表于《Energy》)提出一種基于 xPatch模型的自監督、可遷移AI學習框架。該框架賦予AI“舉一反三”的智能:通過自監督學習,從海量無標注數據中“自學”電池老化通律;進而借助遷移學習能力,在面對新批次、新型號電芯時,僅用少量數據即可快速精準預測其壽命。研究在多個國際公開數據集上驗證,預測結果的平均R2高達0.964,且遷移后精度可進一步提升2.1%。
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研究中提出的電池SOH預測模型框架
第二項研究(發表于《Journal of Energy Storage》)則進一步解決了 “預測結果有多可信” 這一行業長期被忽視的問題。團隊提出融合增強型Transformer架構,首次在電池健康預測中實現高精度的概率預測與不確定性量化。簡單來說,該模型不僅能給出電池未來的健康值,還能同時給出該預測的置信區間——在電池穩定老化階段,預測區間窄而自信;在加速衰減等高風險階段,區間自動變寬,提醒運維人員謹慎決策。實驗結果表明,該模型的95%預測區間覆蓋率達到93.6%,均方根誤差僅0.50%,相比傳統機器學習方法,不確定性校準能力提升5%—15%。
兩項研究形成互補:前者解決 “預測得準不準” ,后者解決 “預測有多可靠” ,共同為儲能系統構建了可解釋、可信任的智能預警能力。
打造更可靠、適配性更高的系統集成
對于領儲宇能等儲能系統集成商而言,這一系列技術具有深遠戰略價值。其構建了一套獨立自主的 “電芯評價與預測體系” ,直面行業在供應鏈管理和大規模商業化等方面的兩大痛點。
供應鏈管理方面,該技術可與領儲宇能既有的外采電芯評價體系深度融合。在電芯選型與準入階段,即可對其全生命周期性能進行快速、深度的“數字體檢”,實現從經驗選型到數據決策的飛躍。第二項研究更是通過電壓窗口敏感性分析,確定了最富含退化信息的電壓區間(3.45—3.55V),使得即便在部分充電數據(不完整充電過程)條件下,也能穩定提取電芯健康特征——這對真實場景中頻繁出現的“隨充隨用”模式尤為關鍵。
大規模商業化離不開可復制性。第一項研究的遷移學習能力,使得儲能系統在面對不同品牌、批次或化學體系的新電芯時,無需漫長的重新訓練即可快速適配;第二項研究的概率預測框架,則通過單模型即可輸出預測不確定性,避免了傳統集成方法的高算力消耗,更適合在BMS邊緣側部署。兩者結合,極大增強了儲能產品的供應鏈包容性與快速部署能力,為儲能電站的大規模、標準化復制提供關鍵技術支撐。
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研究中提出的SOH預測精度評估框架
智能為翼,拉動儲能電站資產價值升維
該系列研究成果的落地,深度賦能了領儲宇能AI智慧能源研究院的研發方向,為其藍海知航智慧運維平臺注入核心的“預見性”與“可信性”能力。
通過對電池壽命的多步精準預測(第一項研究)與不確定性量化(第二項研究),藍海知航平臺可實現:
資產價值透明化:清晰量化電池資產在未來任何時間點的健康度與殘值,同時給出預測的可信區間,為資產金融化、交易和保險提供堅實的數據基石。
運營收益最大化:基于預測的衰減趨勢與不確定性大小,系統可動態調整充放電策略,即當預測不確定性較高時,自動切換至保守策略以規避風險;當預測穩定時,則可適度優化以提升收益。這種風險自適應的智能調度,有助于延長電站資產壽命,提升全生命周期收益。
維護體系智能化:推動運維從定期巡檢升級為預測性維護。預測區間的寬度可作為預警觸發條件:一旦不確定性顯著擴大,即預示電池行為出現異常,系統可提前介入檢查,最大程度減少非計劃停機,顯著降低運維成本。
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“我們以技術創新為牽引,持續提升領儲宇能在場景適配性、產品智能化等方面的核心能力,助益儲能電站資產全生命周期保值、增值。”作為論文作者,劉進程表示,“從精準預測到可信預測,我們正在讓AI成為儲能系統真正的‘智能決策大腦’。未來,領儲宇能將攜手產學研各界合作伙伴,為產業從制造集成邁向智慧發展貢獻力量。領儲宇能
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