基于極化電壓特性鋰電池優(yōu)化充電研究.pdf

1、本論文結合鋰電池充電基本特性和優(yōu)化充電指標，以單體電池作為研究對象，提出一條基于極化電壓特性的優(yōu)化充電曲線，并考慮了溫度的影響。
　　首先研究了鋰電池在不同充電倍率、不同充電恒壓點條件下的充電時間、充電容量、恒流恒壓階段比例、內(nèi)阻等因素。針對恒壓階段充電時間不易計算的問題，研究了不同倍率充電條件下恒壓轉(zhuǎn)折點的規(guī)律，修正了鋰電池CC-CV充電時間的計算公式。
　　重點研究了鋰電池的極化電壓特性，包括極化電壓時間常數(shù)特性、極化電

2、壓倍率特性、極化電壓SOC區(qū)間特性、極化電壓動態(tài)特性。把時間常數(shù)分解為兩數(shù)量級與鋰離子反應過程對應;建立極化電壓倍率線性模型，提出極化倍率系數(shù)的概念;分析了極化電壓SOC區(qū)間特性的原因;發(fā)現(xiàn)并擬合分析了極化電壓動態(tài)特性包括滯后效應和超調(diào)效應。給出了在全SOC區(qū)間的極化電壓模型。
　　進而基于極化電壓模型，綜合考慮提高充電速度降低充電極化，提出以時間常數(shù)作為充電時間長度，以極化電壓作為限制的極化電壓充電曲線。在不同內(nèi)阻，不同時間常數(shù)

3、，不同端電壓因素下做了仿真，并與實驗數(shù)據(jù)對比驗證。利用充電實驗平臺設計了充電驗證實驗。
　　最后考慮充電過程中的溫升，對充電曲線做了補充，基于實驗數(shù)據(jù)和電池質(zhì)點模型仿真分析了不同充電倍率、不同充電起始SOC的電池溫升變化。以充電溫升作為限制修正補充了充電邊界曲線。
　　基于極化電壓的邊界充電曲線和考慮溫升的邊界充電曲線，提出了以充電容量和充電時間作為優(yōu)化目標和以充電時間和控制電池溫升為優(yōu)化目標兩種優(yōu)化充電策略，并進行仿真分析