基于多物理过程约束的锂离子电池优化充电方法

摘要：

锂离子电池在快速充电过程中极易触发内部过热,并加速寿命衰退,因此在确保快速充电的同时主动约束锂离子电池重要中间物理状态具有重要意义.因此,提出一种基于多物理过程变量约束的电池快速充电方法.建立电-热-老化综合模型,并在典型充电场景下进行电热模拟精度验证;在此基础上,设计基于模型的荷电状态与内部温度估计方法,兼顾充电速度、温度约束与寿命衰退抑制,设计基于模型预测控制的快速充电策略.试验验证结果表明,所提出的充电策略能主动限制电池内部温度始终低于预定阈值,在相似的充电速度前提下,所提出的充电策略相比优选的恒流恒压充电法具有更低的寿命衰减速率,两者200次快充-放电循环的容量衰减分别为2.12％和4.88％.所提出的快速充电策略基于模型预测控制方法实现了电池内部状态的有效约束,综合提升了锂离子电池充电过程的快速性、安全性和耐久性.

关键词：锂离子电池、快速充电、状态估计、模型预测控制、老化抑制

所属期刊栏目：59

分类号：TM912

资助基金：国家自然科学基金52072038

在线出版日期：2023-04-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：223-232