鋰離子動力電池分段智能充電策略研究.pdf

1、為應對環(huán)境和能源危機，新能源電動汽車取代傳統(tǒng)燃油汽車的趨勢不可避免。在政策和市場的驅動下，我國電動汽車近年來呈爆發(fā)式增長的趨勢。動力電池作為電動汽車的動力源泉，直接影響電動汽車的性能和壽命。其中鋰離子動力電池以其比能量高、自放電率低、循環(huán)壽命長等特點脫穎而出，成為電動汽車動力電池的首選目標。然而，鋰離子動力電池的容量、充電速度和壽命仍是制約電動汽車發(fā)展的關鍵因素，相關技術水平亟待提高。本文通過實驗對比分析幾種常用充電策略對電池的影響，結

2、合電池的內阻特性，最終把針對恒流階段的分段充電策略作為研究對象;基于遺傳算法的分段智能充電策略能根據電池內阻的變化調整充電電流，在不降低充電速度的同時提高充電效率;根據無析鋰快速充電原理改進的分段充電能夠降低充電過程中出現析鋰的可能性。具體的工作內容主要包括以下幾個方面:
　　1、分析現有的鋰離子充電技術，對恒流恒壓充電、多段恒流充電和脈沖充電進行實驗研究。理論分析和實驗結果表明:電池端電壓達到截止電壓后恒壓充電是最快的充電方法，

3、針對恒壓階段的多段恒流充電只能縮短充電時間，不能提高充電速度;脈沖充電與電流平均值相同的恒流充電相比，不能提高充電速度但會使電池提前達到截止電壓，縮短充電時間，減少充入電量，并導致電池溫度升高;“最小阻抗頻率”是對充電電流中交流成分的優(yōu)化，而交流成分本身對充電無益。
　　2、建立鋰電池的二階RC等效電路模型，并在其基礎上構建能耗模型，通過HPPC實驗辨識模型參數，并在Matlab中驗證了模型的有效性?？紤]到電池內阻隨SOC變化，本

4、文將電池的內阻能耗作為目標函數，在能耗模型的基礎上采用遺傳算法對分段充電進行優(yōu)化。仿真結果表明電池內阻變化越大、充電分段越精細，分段充電對能耗的優(yōu)化效果越好。對于三元電池，在每5％一個階段的情況下，能夠降低2.2％的能耗。最后充電實驗的結果驗證了分段充電的有效性。
　　3、內部析鋰是影響電池壽命的重要因素，理論上將電池負極表面的鋰離子濃度維持在飽和濃度能夠實現鋰離子電池的無析鋰快速充電。本文參照該理論改進分段充電的分段方法，結合所