通过基于最优控制的主动均衡策略利用异质性延长锂离子电池系统寿命
系统与控制
2022-09-07 v2 系统与控制
摘要
本文针对由串联电芯组成并配备主动均衡电路的锂离子电池模块，建立并求解了一个多目标快充-最小退化最优控制问题（OCP）。模块中的电芯因制造缺陷和非均匀工况而存在异质性。每个电芯通过耦合的非线性电化学、热与老化模型表达，并采用直接配点法将 OCP 转化为非线性规划问题（NLP）。所提 OCP 在两种不同充电运行方案下建立：（i）相同充电时间（OCP-SCT）和（ii）不同充电时间（OCP-DCT）。前者假设所有电芯无论初始条件如何均同时充电，而后者允许电芯具有不同的充电时间以考虑异质初始条件。该问题针对一个由两节串联电芯组成的模块求解，两电芯在荷电状态和健康状态方面存在固有异质性。结果表明，OCP-DCT 方案为处理异质性提供了更大灵活性，具有更低的温度升高、充电电流幅值与退化。最后，与长期循环工况下恒流（CC）充电的常规做法对比显示，在两种控制（OCP-SCT 与 OCP-DCT）方案下均可实现以保留容量衡量的可观收益。
引用
@article{arxiv.2203.04226,
title = {Extending life of Lithium-ion battery systems by embracing heterogeneities via an optimal control-based active balancing strategy},
author = {Vahid Azimi and Anirudh Allam and Simona Onori},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.04226},
year = {2022}
}
备注
16 pages