基于最優燃料電池負荷共享的插電式混合動力汽車電池衰減壽命主動管理評估

基于最優燃料電池負荷共享的插電式混合動力汽車電池衰減壽命主動管理評估

對于插電式混合動力汽車（PHEV）來說，動力電池占據著很大的車輛成本。而對于動力電池來說，無論是傳統鉛酸電池還是鋰電池都有一定的衰減壽命，這無疑增加了車輛成本。介紹了一種同時裝配有鋰電池和燃料電池的PHEV電池衰減壽命的主動管理方法，通過離散型動態規劃讓燃料電池共享部分電池負荷，從而延長車載電池組的整體使用壽命，提高車輛的行駛經濟性。

構建了包含燃料電池、鋰電池及相應電池壽命衰減的PHEV整車模型，所選鋰電池是LiFeMnPO4電池，所選燃料電池是聚合物質子交換膜燃料電池。在對電池衰減壽命進行長期評估過程中，為了提高整體運算速度并保證仿真精度，采用近似最優解，把PHEV在電池整個生命周期的運行分為以天為單位的眾多單獨循環，對每個單獨循環單獨優化。每個單獨循環仿真完成后，把鋰電池衰減程度剩余電量等必要信息帶入下個循環，下個循環的仿真可以利用上個循環已經計算好的一些物理量，重復循環直到電池衰減達到要求。定義燃料電池負荷分配為控制系數，以燃料電池和鋰電池的衰減以及氫氣消耗量、電能消耗量構成成本函數，通過燃料電池共享部分PHEV電能需求，控制鋰電池的放電電流和SOC，從而延長電池壽命。

通過與其它幾種能量管理方法對比可以發現，最優燃料電池負荷共享可以有效地延長電池的使用壽命，根據不同選擇可以延長電池使用壽命18%～41%；電池衰減壽命的主動管理是延長電池使用壽命的一個重要機制；采用最優燃料電池負荷共享的方法還可以提高PHEV運行經濟性3%～6%。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2016年第10期

作者：Francois Martel et al

編譯：孫志祥