插電式混合動(dòng)力汽車鋰離子電池容量和功率衰減循環(huán)壽命模型

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插電式混合動(dòng)力汽車鋰離子電池容量和功率衰減循環(huán)壽命模型

在市場(chǎng)上大規(guī)模推出插電式混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵是降低儲(chǔ)能裝置的成本，鋰電池由于其具有高能量和功率密度成為插電式混合動(dòng)力汽車的首選。美國(guó)能源部混合動(dòng)力系統(tǒng)汽車科技項(xiàng)目的目標(biāo)之一就是2022年鋰電池的生產(chǎn)成本比2012年降低75％。提出了一種含混合尖晶石和層狀氧化物正極電極軟包鋰離子電池的半經(jīng)驗(yàn)循環(huán)壽命模型，在電池老化過(guò)程中所得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)被用于模型的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證。一般來(lái)說(shuō)，電池老化表現(xiàn)在其自身儲(chǔ)存能量和傳遞功率能力的降低，而性能指標(biāo)和容量損失還與內(nèi)部電阻增加有關(guān)。在鋰離子電池老化的微觀機(jī)制中，引入了活性粒子的損失和金屬沉積物或固體電解質(zhì)（SEI）膜的積累變量。

對(duì)插電式混合動(dòng)力汽車最優(yōu)能源管理的研究包括電池老化和先進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池時(shí)效過(guò)程。這些理化機(jī)制是由壓力因素來(lái)增強(qiáng)的，比如瞬時(shí)電流增強(qiáng)程度、操作溫度、充電狀態(tài)（SOC）、循環(huán)率、過(guò)充電和過(guò)放電等狀態(tài)。電池預(yù)測(cè)是對(duì)電池容量或電阻變化達(dá)到一個(gè)預(yù)定閾值的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。電池老化模型的應(yīng)用包含為電池健康狀態(tài)（SOH）的檢測(cè)和預(yù)測(cè)所設(shè)計(jì)的算法，雖然模型比較簡(jiǎn)單，但是精度很高。電池老化模型對(duì)老化過(guò)程中持續(xù)充放電的影響、最小電量狀態(tài)、充電速率和溫度進(jìn)行了研究。其中，動(dòng)力模式下的電池老化狀況可以代表實(shí)際中電池對(duì)插電式混合動(dòng)力汽車的操作情況，該模型描述了電池容量衰減和電阻增加對(duì)壓力和電池充電吞吐量的影響。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2015年第278期

作者：Andrea Cordoba-Arenas et al

編譯：魯蘭