【48812】上海交大在动力锂离子电池BMS规划理论上获得新开展
来源:开云体育网页版登录    发布时间:2024-06-22 17:27:26| 阅读次数:518

  近来,上海交通大学化学化工学院贺益君和马紫峰等人在动力锂离子电池办理体系(BMS)规划理论研讨上获得新的开展。相关研讨成果已在线发表于美国化学工程学会会刊(AIChE Journal,2015,doi:10.1002/aic.14760)。

  锂离子电池已大范围的使用于电动轿车、储能工程等国家战略新鼓起的工业,遭到学术界和工业界的广泛重视。在“十三五”期间,我国持续将“新能源轿车”列为国家要点研制方案的要点专项课题,对新能源轿车专用动力电池提出更高的要求。低成本、高容量、长寿数和高安全性的锂离子电池规划与制作是新能源轿车关于下一代动力电池提出的根本方针。电池办理体系(BMS)是新能源轿车动力体系总成与大规模储能体系开发的重要环节,对电池的荷电状况(SOC)与健康状况(SOH)猜测模型规划与构建,关于整个电池状况的操控,进步电池的惯例运用的寿数和体系单位体积内的包括的能量,充沛的发挥电池的容量具有极端严重的含义。

  现在BMS规划使用的SOC猜测模型多选用开路电压法或电池内阻法,有用但精度较低,而对锂离子电池的健康状况(SOH)猜测模型研讨则相对缺少,未有突破性的研讨成果。

  贺益君和马紫峰等人在展开燃料电池、二氧化碳捕集与存储体系的多方针、不确定性规划理论研讨的根底上(Fuel Cells, 2013,13(3):321-335;Industrial & Engineering Chemistry Research, 2014, 53, 778–785;Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 2014, 135, 37-47),面向处理锂离子电池高安全、长寿数运转的电池办理体系难点和热点问题,将化工进程杂乱体系的多方针、不确定性规划和操作优化理论使用于BMS规划理论研讨中,建立了锂离子电池等效电路模型;在MATLAB软件上开发了单体锂离子电池的Simscape仿真渠道,完成模型参数辨识和动态仿真;初次提出一种依据非线性半无限规划(NSIP)的多项式开路电压模型,将开路电压(OCV)与SOC的单调性先验常识显式地融入建模进程;并提出了一种大局优化办法,可从原理上确保所建OCV模型满意单调性关系,有助于提高SOC猜测的精度和安稳才能(Industry & Engineering Chemistry Research,2015, 54 (12):3167–3174)。

  他们还立异性地提出了一种多标准高斯进程模型结构,它能解耦大局的容量衰减趋势以及部分的容量再生与动摇,可一起完成锂离子电池SOH的短期和长时间准确猜测,为电池的荷电状况(SOC)估量和剩下可用寿数(RUL)猜测奠定了坚实的理论和办法根底。运用所提出的办法对美国宇航局(NASA)艾姆斯杰出猜测中心三款标准电池数据来进行拟合,依据成果得出可自适应地解构锂离子电池的长时间容量衰减、短期容量再生和动摇等多种类型的趋势,极大进步了模型的猜测功能。

  此项研讨开展的建模思维是一类普适性办法,作为一种纯数据驱动的建模办法,有助于战胜现有机理模型办法参数校对困难、核算量大、难以实时在线使用等缺点。该研讨遭到国家自然科学基金、国家973方案的支撑。