中国新能源在用车健康管理生态与未来趋势

中国新能源在用车健康管理生态与未来趋势

王发福1

1.中汽研汽车科技发展（天津）有限公司

[摘要]本论文探讨了新能源在用车健康管理领域的行业现状、相关技术、应用场景、挑战和未来展望，重点介绍了动力电池健康状态评估常见的模型算法以及相关检测设备的技术现状，分析了新能源在用车健康管理技术在保险、二手车交易和车辆健康管理等领域的应用，最后指出了该领域当前面临的挑战并展望了未来。本文旨在为新能源汽车健康管理领域的研究和实践提供深入了解和参考。

关键词：新能源汽车；健康管理；电池健康评估；电池检测

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前言

“新能源在用车”指的是已经注册登记并进入使用阶段的新能源汽车。随着新能源汽车保有量的上升，如何保障新能源在用车运行安全，做好车辆健康监测和使用管理，消除消费者的购车、用车焦虑，解决新能源汽车保险、二手车等行业痛点，已成为当前需要深入研究的重要课题。

1新能源在用车健康管理行业现状

新能源在用车健康管理方面采用多种手段，主要包括线下检测和线上监测等方法。

1.1新能源在用车线下检测现状

在用车检测是对已注册登记的汽车进行的检验，分为强制性检测（年检）和非强制性检测（商检）。强制性检测要求根据国家法律和行政法规，所有在用车必须定期接受检测。检测对象包括个人车辆和企业运营车辆，检测主体通常是各地的车检站。非强制性检测包括二手车检测、维修检测和保险检测等，通常由汽车维修厂、二手车交易评估机构和保险公司等企业自发进行。

1.1.1新能源在用车强制性检测（年检）

现行年检的检测方法与标准中，新能源汽车关键部件动力电池、电机、电控未纳入强制性检测范围。在GB 38900-2020《机动车安全技术检验项目和方法》中新增了对新能源送检车辆的要求以及对纯电动汽车、插电式混合动力汽车安全防护的特殊要求，但仅限于外观检查和目视检查[1]。伴随着新能源汽车市场高速发展的同时，产品质量、隐患故障等导致的新能源汽车运行安全问题也不断凸显，迫切需要强化对电安全、动力电池安全等运行安全性能的检验。目前，专门针对新能源在用车运行安全性能的检测技术和检测装备还处于试点验证阶段，部分标准见表1。

表1  新能源汽车年检相关标准

1.1.2新能源在用车非强制性检测（商检）

当前，新能源汽车后市场碎片化服务难以满足行业健康发展需要，对于新能源汽车的二手车交易、维修服务、保险定损、检测评估等后市场服务场景，缺乏检测服务标准、数据应用报告和专业检测设备支持。信息不透明和数据不完备是困扰新能源汽车后市场服务发展的重要问题[4]。

以新能源二手车领域为例，新型的汽车结构和零部件构成对传统的二手车检测和交易估值提出了明显的挑战。特别是针对动力电池这样的核心部件，越来越多的二手车商和消费者对于动力电池的健康状况评估提出了迫切需求。相关行业组织、团体机构以及地方政府已经研究并制定了新能源在用车动力电池检测的相关标准，部分标准见表2。这些标准旨在填补当前领域的空白，以支持新能源汽车后市场的健康发展。

表2  新能源汽车商检相关标准

1.2新能源在用车线上监测现状

2016年10月，国家实施了GB/T 32960《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》国家标准，该标准分为三个部分：总则、车载终端、通讯协议及数据格式。标准要求建立国家、地方和企业等多级新能源汽车监控平台，以实现新能源汽车数据的实时采集与传输。标准的实施不仅提升了电动车辆远程监控系统和通讯协议技术的水平，还增强了电动车辆远程监控系统的通用性和兼容性，为促进新能源汽车的推广应用和安全监管发挥了积极作用[5][6][7]。为响应新能源汽车产业的新发展形势和管理要求，GB/T 32960《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》目前正在进行修订工作。线上监测相关标准见表3。

2022年3月，国家工信部等五个部门发布了《关于进一步加强新能源汽车企业安全体系建设的指导意见》。该指导意见进一步明确了新能源汽车企业的安全主体责任，并指导企业建立完备的安全保障体系。其中，在提高监测平台效能方面，提出了一系列线上监测相关的要求，包括开展运行安全状态监测、加强运行数据分析挖掘以及建立隐患车辆排查机制等

[8]。

表3  新能源汽车线上监测相关标准

2新能源在用车健康管理相关技术分析

新能源在用车健康管理“线上监测+线下检测”相关技术体系可以总结为“基于数据驱动，通过模型算法，实现对车辆的状态估计、健康诊断和安全预警的技术”。数据源、模型算法、平台软件、检测设备、法规标准组成了互为一体的检测技术体系。

2.1  健康管理技术体系分析

首先，高质量的多样数据是前提。数据的种类及数据的质量决定了模型算法所能达到的可靠度和精度，进而影响哪些检测项目可以表征新能源汽车运行安全和健康状态，以及能否支撑监管或者评价的需要。涉及的数据源包括各类云端监控平台的全量长周期数据，通过设备/模块从车辆充电口和OBD口采集的高频短周期数据，以及搭载在车端的专用模块采集到可以进行边缘计算的实时运行数据。

其次，电池建模与参数辨识技术能力是核心。当前及今后一段时期内新能源在用车健康管理的对象主要是纯电动汽车及三电系统，获取了大量且有价值的数据后，如何构建准确的、普适性高的电池模型，不断进行算法的迭代升级，通过电化学建模与参数辨识，实现新能源在用车的状态估计、健康诊断和安全预警，至关重要。

第三，平台及硬件是技术落地的重要载体。针对新能源汽车大数据的平台开发、数据轻量化和算力提升等技术，可以减轻国家和地方政府各类数据平台数据存储、线上监测、实时运算及数据应用的压力；而检测设备、检测模块及其工具，主要用于高频短周期的数据采集和边缘端模型算法的搭载，作为技术落地的实物支撑线下检测的实施。

最后，面向政府新能源汽车安全监测及使用管理的需求以及消费者日常购车、用车的车辆健康检测需求，需要具备强制性属性的数据标准与规范，支撑安全诊断算法和相关产品技术的市场广泛应用，这与政策研究、行业服务和数据标准的进展情况密切相关。

2.2健康管理模型与算法

在新能源在用车健康管理过程中，健康管理模型与算法扮演着关键的角色。其中，当前的挑战之一是对动力电池的健康状态（State of Health，简称SOH）进行准确估计。目前主要的技术路线是基于动力电池的外部物理特性，通过分析电池在工作时表现出的外部电路特征，如电压、温度和电流等参数，以实现对锂离子电池SOH的预测。基于外部特性的锂离子电池SOH估计方法划分为以下三类：直接测量法、基于模型的方法和基于数据驱动的方法[9]。在新能源在用车健康管理的实际应用中，通常需要在短时间内通过检测设备对车辆的SOH进行快速检测。基于数据驱动的方法通过数据清洗、片段分割和参数提取等步骤来诊断电池的剩余容量，但由于汽车使用场景的复杂性和数据采样频率较低，导致SOH计算的可信度较低。而传统的线下诊断方法通常通过小电流满充来获取电池的当前容量，耗时较长，受环境因素影响较大，难以在市场中广泛应用。目前，动力电池SOH的快速检测技术几乎是国内外研究的一个空白领域。

2.3健康管理检测设备与工具

在新能源在用车健康管理领域，各种健康检测设备和技术的应用日益广泛。在线监测设备如T-BOX和车载OBD等能够实时采集车辆的各种信息数据，从而快速检测车辆异常情况。此外，线下检测技术，包括充电检测设备、转毂台架、OBD诊断设备等，也为全面评估车辆的健康状态提供了有效手段。在新能源汽车充电接口标准GB27930中，规定的数据类型有限，信息不完整，尤其是缺乏电池单体数据，因此难以全面检测新能源在用车动力电池的性能。OBD数据采集及诊断设备能够提取车辆故障数据和实时运行数据，通过分析新能源汽车OBD通信报文，实现对车辆数据的回溯、故障诊断和智能分析。提取的数据流可以在本地存储，也可以在云端平台进行计算，从而实现检测结果的输出，使健康管理变得更加全面和精确。

3  新能源在用车健康管理技术应用场景分析

新能源在用车健康管理技术的应用场景涵盖了多个领域，不仅包括国家强制性检测，还包括汽车保险、二手车交易和车辆健康管理等商业领域。

3.1  年检场景技术应用建议

在新能源汽车年检技术应用方面，可考虑采用“线上体检筛查+线下定点检查”的模式。

该模式首先基于国家、地方新能源汽车大数据平台的车辆运行数据，通过模型算法定期对车辆健康状况进行线上检测，起到“体检筛查”的作用，筛选出存在运行安全风险的疑似车辆，将线上检测报告和待检车辆清单推送至国家新能源汽车年检管理平台。国家新能源汽车年检管理平台下发任务给地方车管所，地方车管所通过内部年检管理平台和

12123车主服务应用，通知新能源车主到指定的车检站（I站）进行车辆“线下检查”，起到“专科门诊”的作用。车检站根据外观检测、充电检测、安全检测和综合检测等标准规程，将线下采集的车辆健康数据，通过已经本地化部署模型算法的线下检测系统软件，生成最终检测报告并将相应的结果反馈至国家新能源汽车年检管理平台。未通过年检的车辆需要到4S店/维修站（M站）进一步维修整改，起到“手术治疗”的作用。4S店/维修站将车辆维修整改情况反馈给车检站，车检站接收到维修信息后，发送车辆复检信息，重新上线复检，起到“术后复查”的作用。该模式有助于建立“数字化”、“无感化”新能源汽车年检体系，通过大数据精准管理，优化监管服务流程，提高车主用车便利性。

3.2商检场景技术应用建议

在新能源汽车商检技术应用方面，可考虑建立“端到端”的健康管理服务生态。通过车端模块采集的长周期监测数据和检测端设备采集的线下检测数据，上传到云端平台，云端平台通过大数据分析和模型计算，生成车辆健康评估报告，为用户端的车主提供车况评估、性能检测等多样化服务，解决行业痛点，提升服务水平。

3.2.1  汽车保险

通过实时监测车辆的健康状况或者承保前进行车辆线下“体检”，保险公司可以更准确地评估车辆的风险等级，从而实现个性化定价。如果车辆的健康数据表明其处于较好的状态，保险公司可以为车主提供更优惠的保险政策，激励车主保持良好的用车习惯。此外，车辆异常预警系统的引入还能够减少事故发生的概率，降低保险公司的赔付风险。

3.2.2  二手车交易

通过“线上快速评估”和“线下设备检测”等方式，可以了解动力电池的寿命、续航能力和容量衰减情况，从而对整车性能及价值进行评估。通过出具包含参考价值和评估意见的第三方技术报告，可以为交易双方提供参考依据和评估准则，使新能源二手车交易更加信息透明和安全可靠，促进了二手车行业的健康发展。

3.2.3车辆健康管理

在日常车辆健康管理方面，私家车主可以通过手机应用或在线平台随时查看新能源车辆的健康数据，了解电池状态、电机性能等信息。在维护保养方面，平台可以提供维护建议，指导车主合理安排维修保养计划，延长车辆的使用寿命。对于共享出行公司、物流车辆租赁公司、公交公司等运营车辆占比较高的企业，可以通过对新能源在用车及动力电池实施大数据远程诊断和智能设备现场检测，来满足安全运营、车况维护、使用管理等方面的需求。日常的动力电池状态分析报告、定期的车辆体检、长期的电池健康管理服务，可以帮助提升新能源车辆使用寿命和残值。

4新能源在用车健康管理的挑战与未来展望

目前，新能源在用车健康管理领域也面临着一些挑战。首先，大量的车辆健康数据需要被收集和传输，这可能导致潜在的隐私泄露风险。为了解决这个问题，需要加强数据加密技术，以确保车主和用户的信息不被未经授权的人访问，同时，也要处理好数据应用合规性问题。此外，不同厂家、不同品牌、不同型号的新能源在用车健康管理标准的不一致性也是一个挑战。解决这个问题的途径之一是鼓励行业合作，制定更加统一的健康管理标准，促进市场的规范化和健康管理水平的提升。

展望未来，中国新能源在用车健康管理生态的建立对于推动新能源汽车产业的可持续发展具有重要意义。伴随着科技的不断进步，将为用户创造更加智能、便捷的出行环境，为中国汽车产业的可持续发展做出积极贡献。

参考文献

[1]  GB 38900-2020,机动车安全技术检验项目和方法[S].

[2]  佚名.国家重点研发计划《新能源汽车运行安全性能检验技术与装备研究》项目启动会顺利召开[J]. 道路交通科学技术,2021,(1):1.

[3]  俞春俊，张军，严慈磊，等.新能源汽车运行安全性能检验技术体系研究[J].中国标准化,2022,(22):145-151.

[4]  中国汽车流通协会.年会资讯｜行业巨头共同启动《新能源汽车售后服务标准体系建设》［EB/OL］.https://new.qq.com/rain/a/20211125A0ABOB00,2021-11-25.

[5]  GB/T 32960.1-2016,电动汽车远程服务与管理系统技术规范第1部分：总则[S].

[6]  GB/T 32960.2-2016,电动汽车远程服务与管理系统技术规范第2部分：车载终端[S].

[7]  GB/T 32960.3-2016,电动汽车远程服务与管理系统技术规范第3部分：通信协议及数据格式[S].

[8]  国务院部门文件.关于进一步加强新能源汽车企业安全体系建设的指导意见[Z]. 2022-03-29.

[9]  徐超.车载动力锂电池SOH估计研究[D].青岛大学,2021.

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