摘要:确保效率和安全性在制定锂电池的充电策略时至关重要。本文介绍了一种新型方法,以优化圆柱形锂离子NMC 3AH细胞的快速充电,从而提高了它们的充电效率和热安全性。使用模型预测控制(MPC),本研究提出了一种成本函数,该成本函数估算了锂离子电池的热安全边界,强调了在不同温度下温度梯度与电荷状态(SOC)之间的关系。充电控制框架将等效电路模型(ECM)与最小电热方程相结合,以估算电池状态和温度。的优化结果表明,在环境温度下,最佳充电允许细胞的温度在安全的操作范围内自我调节,与典型的快速充电协议(高电流轮廓)相比,仅需要一分钟才能达到80%的SOC。通过数值模拟和来自NMC 3AH圆柱形细胞的实际实验数据验证表明,简单的方法在充电过程中遵守电池的电气和热限制。
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