基于改進(jìn)單粒子模型的鋰離子電池組充電策略研究.pdf

1、鋰離子電池以其優(yōu)越的性能逐步成為新能源領(lǐng)域的核心儲(chǔ)能部件，與此同時(shí)對(duì)鋰離子電池管理系統(tǒng)也提出了更高的要求，高效、健康的電池充電方法受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文開(kāi)展了鋰離子電池組充電策略的研究，提出基于電池模型參數(shù)的長(zhǎng)壽命快速充電方法，結(jié)合機(jī)理模型實(shí)現(xiàn)電池組均衡控制，為電化學(xué)模型應(yīng)用于管理系統(tǒng)提供了技術(shù)支持。
　　首先，詳細(xì)敘述了鋰離子電池的改進(jìn)單粒子模型，給出了機(jī)理模型中各個(gè)物理、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的相關(guān)表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上，分析模型參數(shù)與電

2、池外在行為之間的聯(lián)系，利用激勵(lì)響應(yīng)分析的方法，通過(guò)不同的辨識(shí)工況實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)的分步獲取。通過(guò)商品鈷酸鋰電池的參數(shù)獲取實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證參數(shù)獲取的有效性和精度。實(shí)驗(yàn)表明參數(shù)獲取結(jié)果準(zhǔn)確，可用于電池狀態(tài)參量的估計(jì)以及電池管理的研究中。
　　為實(shí)現(xiàn)鋰離子電池快速且安全的充電，詳細(xì)分析了鋰離子電池充電老化機(jī)理，在傳統(tǒng)充電方式的基礎(chǔ)上，基于改進(jìn)單粒子模型并結(jié)合模型參數(shù)，從電池健康管理的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)出一種監(jiān)測(cè)并控制負(fù)極活性粒子表面嵌鋰率的充電方式。

3、搭建充電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)鋰離子電池長(zhǎng)壽命快速充電，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)指出該充電方式具備較高充電速度和深度的同時(shí)，能夠延長(zhǎng)電池壽命。
　　針對(duì)當(dāng)前電池組均衡技術(shù)中出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合改進(jìn)單粒子模型確定了電池組均衡控制方案?；诟倪M(jìn)單粒子模型并利用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法估計(jì)電池SOC，分別利用恒流工況和動(dòng)態(tài)工況對(duì)SOC估計(jì)的精確度進(jìn)行評(píng)估，討論不確定因素如初始偏差、量測(cè)噪聲對(duì)SOC估計(jì)的影響。結(jié)果表明該估計(jì)方法具有較高的精度和較強(qiáng)的抗干擾能力，該估計(jì)結(jié)果用