原文發(fā)表于《科技導(dǎo)報》2025年第11 期 《 儲能電池測試技術(shù)如何推動新能源產(chǎn)業(yè) 》

電池儲能是新能源安全運行的“超級穩(wěn)定器”，測試儀器則是貫穿電池儲能乃至新能源系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)、制造、應(yīng)用等全生命周期的關(guān)鍵利器?！犊萍紝?dǎo)報》邀請相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜乙噪姵販y試技術(shù)與儀器為典型案例撰文，系統(tǒng)回顧了中國電池測試儀器從產(chǎn)品進口到技術(shù)自主創(chuàng)新的演進之路，剖析了測試技術(shù)促進我國新能源裝備革新升級，二者相互促進、協(xié)同發(fā)展的關(guān)系，并總結(jié)了中國科研人員不懼封鎖，勇挑重擔，攻堅克難，自主研制測試儀器的實踐經(jīng)驗和體會。

2025年3月，美國《華盛頓郵報》刊文：“在未來的綠色科技領(lǐng)域，中國已超越世界上包括美國在內(nèi)的所有國家?！?毋庸置疑，中國建立了完備的新能源裝備“研發(fā)—測試—生產(chǎn)—制造—應(yīng)用”全鏈條體系，成為全球新能源技術(shù)及產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)者。在國家大力支持下，中國科研人員長期秉持“學(xué)科交叉、技術(shù)創(chuàng)新、校企協(xié)同、國際推廣”攻關(guān)路線，攻克了核心元器件制造、數(shù)字化控制、一體化集成等挑戰(zhàn)難題，取得一大批具有國際影響力的原創(chuàng)性成果。這不僅是科技實力趕超一流的飛躍，也是學(xué)術(shù)自信的生動彰顯。目前，中國實現(xiàn)了新能源技術(shù)與裝備從無到有、由弱變強的跨越式發(fā)展，已成為新能源技術(shù)創(chuàng)新最活躍、制造能力最強勁、應(yīng)用場景最廣泛的國家。

1 重大需求

突破電池測試國家“卡脖子”難題

電池儲能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、實現(xiàn)國家能源轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)，在平抑新能源發(fā)電波動、提升并網(wǎng)電能質(zhì)量等方面具有不可替代的作用。然而，電池儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由海量電池單元高度集成，其精密測控與安全高效利用極為困難，屬于能源變換“高?！毖b備。在新能源行業(yè)，電池要發(fā)展，測試必先行。電池測試儀器需要利用大功率電源激勵電池，并同步采集電壓、電流等基礎(chǔ)參數(shù)，進而智能建模并估計出健康狀態(tài)、剩余壽命等性能參數(shù)，建立綜合評價體系。電池測試儀器工作原理如圖1所示。

圖1 電池智能精密測試儀器工作原理

電池測試儀器既是實現(xiàn)國家“雙碳”戰(zhàn)略的重大需求，也是基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的必然需求。電池測試儀器的功能示意如圖2所示。

圖2 電池測試儀器功能示意

2 技術(shù)創(chuàng)新

大功率電池測試技術(shù)大國崛起之路

回首中國電池測試技術(shù)與儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程，大致可劃分為“大量引進、模仿替代、超越引領(lǐng)”3個階段。21世紀以來，中國開始自主研發(fā)電池測試技術(shù)和儀器。

以山東大學(xué)等為代表的研究機構(gòu)堅持學(xué)術(shù)自信，以系統(tǒng)工程思維統(tǒng)籌全局，組建多學(xué)科交叉、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新團隊，建立健全產(chǎn)學(xué)研高效合理的合作機制和成果轉(zhuǎn)化制度，推動創(chuàng)新技術(shù)成果從實驗室快速走向產(chǎn)業(yè)。2015年，山東大學(xué)承擔電池測試領(lǐng)域第一個國家自然科學(xué)基金委員會重大儀器專項“動力電池綜合測試與智能模擬儀器研制”，在國際上率先研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高頻高效電池智能測試儀器，實現(xiàn)了電池測試的模式變革。

歷時10年的持續(xù)攻關(guān)，讓科技創(chuàng)新成果深深扎根祖國大地上：創(chuàng)建了電池“快速精準激勵?智能建模估計”一體化測試方法體系。新技術(shù)實現(xiàn)了電池測試領(lǐng)域自立自強，帶動了中國電池測試儀器產(chǎn)業(yè)換代升級和民族品牌崛起，為中國電池技術(shù)領(lǐng)先世界作出了重要貢獻。近年來，電池測試儀器國產(chǎn)化水平不斷提高，已將國外品牌的國內(nèi)市場占有率由過去90%以上壓縮到不足10%，完成了從依賴進口到國產(chǎn)崛起的逆襲之路。

3 數(shù)智引領(lǐng)

電池測試技術(shù)與標準體系重構(gòu)

著眼未來，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的時代背景下，電池測試領(lǐng)域“智能化、精密化、多功能化”的發(fā)展態(tài)勢顯著。如何將智能化、信息化與數(shù)字化深度融合，已成為從“量增”到“質(zhì)變”，實現(xiàn)行業(yè)變革的重要力量。

在電池智能精密測試儀器研發(fā)過程中，提出了基于數(shù)據(jù)模型融合的多狀態(tài)智能協(xié)同估計理論，通過小樣本測試并運用深度學(xué)習方法，精準預(yù)測電池性能演變規(guī)律，以估代測實現(xiàn)電池性能參數(shù)快速精密測??；在全球新能源領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)比亞迪擊敗國外品牌，1年內(nèi)中標300臺套，用于開發(fā)系列新型電池產(chǎn)品，顯著縮短了測試周期，大幅提高電池產(chǎn)品迭代速度，為比亞迪電池技術(shù)領(lǐng)跑全球提供支撐。

電池測試標準體系建設(shè)對引領(lǐng)行業(yè)科技進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提升中國電池測試技術(shù)水平和國際地位意義重大。目前，中國已建立了相對完備的電池測試標準體系，第三方檢測認證機構(gòu)也不斷涌現(xiàn)，保障了電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展。大多標準都是針對電池本身而非測試儀器的檢測規(guī)范。2019年，山東大學(xué)牽頭起草了首個針對電池測試儀器的團體標準T/CPSS 1006《鋰離子電池模組測試系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，填補了該領(lǐng)域空白。

4 協(xié)同共進

中國電池測試與新能源產(chǎn)業(yè)共榮發(fā)展

電池測試技術(shù)進步有力推動了中國新能源裝備全產(chǎn)業(yè)鏈集群突破。目前，山東大學(xué)新能源系統(tǒng)控制核心專利技術(shù)在新能源頭部企業(yè)成功實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化，與頭部企業(yè)合作研制性能國際領(lǐng)先的光伏并網(wǎng)控制、電能質(zhì)量控制、儲能控制等系列產(chǎn)品，應(yīng)用范圍覆蓋全國各大區(qū)域電網(wǎng)，并大量遠銷海外，占領(lǐng)國際市場。新產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，全面提升了中國電網(wǎng)的新能源接納能力，經(jīng)濟社會生態(tài)效益顯著。國家創(chuàng)新群體項目結(jié)題優(yōu)秀，評價：“已成為新能源控制領(lǐng)域國家戰(zhàn)略科技力量的重要組成部分”。

本文作者：張帥、丁文龍、段彬、張承慧

作者簡介：張帥，新能源與高效節(jié)能國家地方聯(lián)合工程研究中心，副研究員，研究方向為新能源系統(tǒng)控制；丁文龍，新能源與高效節(jié)能國家地方聯(lián)合工程研究中心，教授，研究方向為儲能測試電源控制技術(shù)；段彬，新能源與高效節(jié)能國家地方聯(lián)合工程研究中心教授，研究方向為電池儲能測控技術(shù)；張承慧，山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院，教授，研究方向為新能源系統(tǒng)控制、復(fù)雜工業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化控制。

文章來 源 ： 張帥, 丁文龍, 段彬, 張承慧. 儲能電池測試技術(shù)如何推動新能源產(chǎn)業(yè)[J]. 科技導(dǎo)報, 2025, 43(11): 16-21 .

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