传递能够快速充电而无需加速降解的锂离子电池是运输电气的重要里程碑。最近,对应用数据驱动的方法进行优化快速充电协议以避免加速电池降解的兴趣越来越大。然而,这种数据驱动的方法避免了缺乏鲁棒性,解释性和普遍性,这阻碍了它们在实践中的广泛使用。为了解决此问题,本文提出了一种方法,将数据驱动算法的快速充电协议解释为基于模型的最佳控制问题的解决方案。这种混合方法结合了数据驱动方法预测电池降解的功能,以及基于模型的方法的灵活性和最佳保证。结果突出了提出的混合方法生成快速充电协议的潜力。尤其是,对于10分钟内的快速充电到80%的电荷,预计与纯粹数据驱动的方法相比,提出的方法被预计将使周期寿命从912循环增加到1078个周期。
摘要。电动汽车(EV)的采用率不断增加,这加剧了对高效,用户友好的充电选项的需求。无线快速充电为标准插件系统提供了可行的替代方案,具有更大的便利性和连接器上的磨损降低的可能性。本文涵盖了电动汽车无线快速充电系统的当前状态和未来前景,专注于基本原则,最近的突破以及即将进行的创新。的关键挑战,例如效率,成本,安全性和基础设施整合,都得到了彻底的分析。本文还审查了现有的实施和案例,突出了其性能和可扩展性。此外,它研究了影响无线充电系统开发和部署的监管和标准化挑战。未来的研究方向可用于解决当前的限制并进一步增强技术。总的来说,该报告对无线快速充电对改变EV基础架构的潜力进行了详细分析,并解释了克服当前障碍并具有全部潜力所必需的行动。
在这个项目中,我们正在开发锂电池。锂离子电池对温度敏感。电池周期,性能,可靠性和安全性受温度的影响。鉴于温度在充电或排放过程中发出的许多热能的敏感性。有多种冷却技术可用来维持在最佳温度下用锂离子制成的电池,我们使用铜管使用液体冷却。在这里,我们将水作为冷却液。液体冷却系统通过将水穿过铜管来起作用。用水泵电源。冷却液通过铜管推动,因为水传播到这段通道时会吸收电池的热量。项目的目的是减少电池的充电时间并增加其寿命。
P3充电指数仅考虑配备欧洲充电标准CCS2的车辆。在奢侈品和中档类别之间进行了区别。为了确保结果的统一性,实用性和可比性,P3是指ADAC Ecotest的消耗值。有关数据收集和所考虑的车辆的所有信息,请参见第9章。
摘要:锂离子电池(LIB)技术支持的电源被认为是最适合公共和军事用途的电源。电池质量始终是一个关键问题,因为电动发动机和便携式设备将功率耗尽算法用于安全性。对于在公共应用中实际使用LIB,低热量产生和快速充电是必不可少的要求,但是到目前为止,这些功能仍然不令人满意。尤其是,在快速充电条件下,慢速LI +插入动力学,锂镀层和自热生成常规的石墨阳极液体是障碍,这是公众需求对这些电池使用的障碍。使用基于硅的阳极与快速反应动力学和快速LI +扩散有关,具有在不久的将来呈现适合公共使用的LIB的巨大潜力。从这个角度来看,强调了开发基于硅的阳极材料来实现具有快速充电能力的LIB的挑战。
里程焦虑和缺乏足够的快速充电途径已被证明是电动汽车 (EV) 普及的重要障碍。虽然已经开发出许多快速充电 EV 电池的技术(基于模型和无模型),但它们都集中在单个锂离子电池上。电池组的扩展很少,通常考虑简化架构(例如串联)以方便建模。计算方面的考虑也将快速充电模拟限制在小型电池组,例如四个电池(串联和并联电池)。因此,在本文中,我们采用基于强化学习 (RL) 的无模型方法来快速充电大型电池组(包含 444 个电池)。每个电池都由等效电路模型和二阶集总热模型表征,以模拟电池行为。在训练底层 RL 之后,开发的模型将易于实现且计算复杂度低。具体来说,我们使用近端策略优化 (PPO) 深度 RL 作为训练算法。 RL 的训练方式是将快速充电造成的容量损失降至最低。电池组的最高电池表面温度与电池组的充电状态一起被视为 RL 状态。最后,在详细的案例研究中,将结果与恒流-恒压 (CC-CV) 方法进行比较,并展示了基于 RL 的方法的卓越性能。我们提出的 PPO 模型可以像具有 5C 恒定阶段的 CC-CV 一样快速地为电池充电,同时将温度保持在与具有 4C 恒定阶段的 CC-CV 一样低的水平。
作为该州DOT的技术援助的一部分,NREL在不同级别的网格电源和车辆充电需求下模拟了快速充电操作。nrel确定,在该网站上应至少在该站点提供至少480 kWh的储能存储空间,从电网可获得125 kW和68 kW的平均设计日充电需求。nrel的仿真产生了一系列表,可用于确定各种设计日车辆充电需求和网格能力配对的最小电池缓冲DCFC储能容量(附录:参考表)。在(附录:技术考虑因素)中注明了关键假设。可在DriveLectric.gov/contact上根据要求提供更多细节。
Figure 1-1 Evolution of electromobility [1] .................................................................................... 3 Figure 1-2 Schematic diagram of a Li-ion battery and main reactions [2] .................................... 4 Figure 1-3 Schematic diagram of a PHEV pack manusfactured by A123 Sysems .......................... 6 Figure 2-1 Single particle model (on the right) based on沿X轴完全电化学模型的空间离散化(左侧)。每个电极只有一个粒子,我们可以将每个节点的值视为电极上的平均数量[22]。............ 13 Figure 2-2 Different types of battery models used in battery management systems (Single particle and Pseudo-two dimensional models from [24]) ........................................................................... 15 Figure 2-3 Concentration gradient through the sphere, representing the single particle model .16图2-4 G(S)及其近似H(S)的比较。........................................................ 16 Figure 2-5 Comparison of fractional transfer function and its approximation in a frequency domain limited to the range including the BMS sampling frequency (approx.70 rad.s -1)。........... 18 Figure 2-6 Block diagram implementation of the electrical fractional model .............................. 18 Figure 2-7 OCP curves of Anode (left) and Cathode (right) against the respective lithiation degree ............................................................................................................................................. 21 Figure 2-8 Validation results of applying extended Artemis drive cycle to the fractional 模型 。23图2-9电压模型和分数电池模型的绝对估计误差和订单7 ECM的各自的绝对估计误差。................................................................................................................................................ 48 Figure 4-6 SDI 28 Ah cell opening at BOL ................................................................................... 52 Figure 4-7 SDI 28 Ah cell opening at EOL ................................................................................... 52