锂离子电池可控性研究

本文探讨了锂离子电池的可控性及其控制 effort。由于电池包成为在个人和专业应用中存储大量能源的关键技术，因此备受关注。然而，随着电池组中单个电池参数之间的差异导致充放电操作需要更复杂策略，单个电池在电池包中的管理变得日益困难。虽已有诸多研究开发有效的估计和控制方案以减轻电池包中不平衡的影响，但单个电池对这些方案的接受程度却鲜有探讨。本文对实验参数化的单个电池进行非线性可控性分析。证明了电池可控性矩阵条件数与其所需控制 effort 之间的关联。这揭示了如果单个电池的动力学在数学上条件不佳，则其控制所需的时间或功率将高于条件良好的电池。随后确定每个电池模型在新鲜参数和老化参数下的可控性条件数，并通过灵敏度分析表明，电池的条件数受所有参数影响相同。这为锂离子电池随着老化而增加的控制 effort 提供了洞见，并指出导致此增益的根本原因。最后，将分析结果用于确定混合新旧参数电池批次中最佳可控性装配的选择。