清华大学-新能源车行业充电关键技术研究

分论坛2:能源与交通融合发展新能源车充电关键技术研究新能源车充电关键技术研究韩雪冰王昱李亚伦欧阳明高12023年11月20日123备通通册备通通册其占Htt8口2035年，风电光电将占80%以上的装机容量和40%以上的电量。口2035年，光伏发电成本可降至0.1元/度，风电成本可降至0.2元/度。5louldCimuteCbingmpatindFe56电动汽车的规模化发展正推动我国能源产业向低碳/电气/智能化转型20092010201120122013201420152016277**8自愈合离分子电位感粘接剂涂层知隔膜热保护毒化PTC涂层卖层智能以合步流体智能复合集流体智能周度t9探索智能膜电极制备，测试了不同基底、不同浆料配方，取代了原有电池隔膜，厚度~10μm,不足：功能较单一mmAnm20m00|a8▲速系统性研究了参比阻隔效应，形成了三电极电池模型，开发了参比电位误差修正算法，大幅度减少了测量误差。■基于P2D电化学颗粒模型分析测量误差Potental(V)Potental(V)LsVm-8V=口随充电倍率升高，参比处极化电压偏差引起JoumalofPowerSou00真实的负极电位占比，结果为为真实负极电位测量的负极电位占比，结果为负极电位测量值>k介于两者之间(中间值),结果为具有安全裕度的估计值JournalofFnergyChemistry67(2022)34-45w……330EnergyEnviron.Sci,20电流控制外特性监测耐久性影响电流控制外特性监测耐久性影响溶解电解液分解负极析锂电池最优充电控制总体思路外特性端电压升高表面温度升高电池厚度增加内特性内部温度升高正极体积减小负极体积增加微观应力基于模型的多目标优化使用策略控链式副反应基于模型的多目标优化使用策略管理系统安全性影响管理系统充电MAP与电热耦合模型开发 E参?参N0六N0六面向快充控制的热电耦合模型开发440基于负极电位观测器的无析锂快速充电策略推导出不析锂最优充电电流或控电泡好家闭环控制器闭环控制器闭环控制器负极电位预测降维电化学模型安全快速充电控制算法E,manp=,mcp-K(lb-V)HC₄=[K(V-Y),-K(V-Ya),0,0,0,0]²基于简化模型的负极电位闭环观测器充电电流在线控制器o0考虑夏天高温的充电控制策略夏季电池温度高，快充可能导致温度进一步升高，引起安全性问题。基于模型预测控制基于模型预测控制(MPC)的锂离子电池快充策略开发框架电池快充控制结果：限制负极电位和温度电池快充控制结果：限制负极电位和温度心心获得无析锂最大电流幅值脉冲加热Map无析锂快充Map考虑冬天低温的充电控制策略冬季电池温度低，阻抗大，充电慢甚至无法充电。切换温度无析锂最优快充预热快充提高温度抑制析锂无析锂最优快充预热快充提高温度抑制析锂脉冲预热双向桩的低温超充技术!某一温度切换温度单次加热电池状态变化切换温度170m预热显著加快充电速率控制稳定锂阈值内0a0o均>75%I但与充电速率仍有Trade-off初温(C)切换温度(℃)初温(C)切换温度(℃)n0000归一化样本比重l信息熵l权重低成本依附双向充电桩无需外部设备成本取决于电价可面向不同电池系统获取相应充电和加热Map优化切换温度实现优异的低温快充光-储-充-换一体化互补型智慧能源系统—-本质是将单颗粒模型(1维)向半经验公式模型(0维)进行降维√析锂副反应Modelaccuracy24内部特征参数的耦合关系方程i.i.SOC,T+|活性材料损失子模型Q3析锂子模型二i,SOC,T二输出参数输出参数ithSEi”ithSEi”MSEIMSEI密度增大，负极电位 p))00日T光储充微网能量管理策略储能电池模型与R与功率平衡模型Pmf储能电池寿命衰减模型查Xg=Xg+Vm,m=1,2,…MP(4)=P(1)+Ps()+P(1)系统构成系统构成优化目标：总成本净现值最低优化目标：总成本净现值最低C=C,pn+CEss+C-xnc香是结束技术参