基于改進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)域的核心儲能部件，與此同時對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越多的關(guān)注。本文開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)的長壽命快速充電方法，結(jié)合機理模型實現(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單粒子模型，給出了機理模型中各個物理、化學(xué)反應(yīng)過程的相關(guān)表達式。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，利用激勵響應(yīng)分析的方法，通過不同的辨識工況實現(xiàn)模型參數(shù)的分步獲取。通過商品鈷酸鋰電池的參數(shù)獲取實驗，驗證參數(shù)獲取的有效性和精度。實驗表明參數(shù)獲取結(jié)果準(zhǔn)確，可用于電池狀態(tài)參量的估計以及電池管理的研究中。
　　為實現(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理，在傳統(tǒng)充電方式的基礎(chǔ)上，基于改進單粒子模型并結(jié)合模型參數(shù)，從電池健康管理的角度出發(fā)，設(shè)計出一種監(jiān)測并控制負(fù)極活性粒子表面嵌鋰率的充電方式。

3、搭建充電實驗平臺實現(xiàn)鋰離子電池長壽命快速充電，實驗數(shù)據(jù)指出該充電方式具備較高充電速度和深度的同時，能夠延長電池壽命。
　　針對當(dāng)前電池組均衡技術(shù)中出現(xiàn)的問題，結(jié)合改進單粒子模型確定了電池組均衡控制方案。基于改進單粒子模型并利用擴展卡爾曼濾波算法估計電池SOC，分別利用恒流工況和動態(tài)工況對SOC估計的精確度進行評估，討論不確定因素如初始偏差、量測噪聲對SOC估計的影響。結(jié)果表明該估計方法具有較高的精度和較強的抗干擾能力，該估計結(jié)果用