鋰離子動力電池分段智能充電策略研究.pdf

1、為應(yīng)對環(huán)境和能源危機(jī)，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(qū)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(diǎn)脫穎而出，成為電動汽車動力電池的首選目標(biāo)。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(guān)鍵因素，相關(guān)技術(shù)水平亟待提高。本文通過實(shí)驗(yàn)對比分析幾種常用充電策略對電池的影響，結(jié)

2、合電池的內(nèi)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(jù)電池內(nèi)阻的變化調(diào)整充電電流，在不降低充電速度的同時提高充電效率;根據(jù)無析鋰快速充電原理改進(jìn)的分段充電能夠降低充電過程中出現(xiàn)析鋰的可能性。具體的工作內(nèi)容主要包括以下幾個方面:
　　1、分析現(xiàn)有的鋰離子充電技術(shù)，對恒流恒壓充電、多段恒流充電和脈沖充電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:電池端電壓達(dá)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(dá)到截止電壓，縮短充電時間，減少充入電量，并導(dǎo)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(chǔ)上構(gòu)建能耗模型，通過HPPC實(shí)驗(yàn)辨識模型參數(shù)，并在Matlab中驗(yàn)證了模型的有效性?？紤]到電池內(nèi)阻隨SOC變化，本

4、文將電池的內(nèi)阻能耗作為目標(biāo)函數(shù)，在能耗模型的基礎(chǔ)上采用遺傳算法對分段充電進(jìn)行優(yōu)化。仿真結(jié)果表明電池內(nèi)阻變化越大、充電分段越精細(xì)，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(shí)驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證了分段充電的有效性。
　　3、內(nèi)部析鋰是影響電池壽命的重要因素，理論上將電池負(fù)極表面的鋰離子濃度維持在飽和濃度能夠?qū)崿F(xiàn)鋰離子電池的無析鋰快速充電。本文參照該理論改進(jìn)分段充電的分段方法，結(jié)合所