清华大学：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2023年11月20日23“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”能源结构转型是实现双碳目标的必由之路，电力改革是主干通道，交通电气化是加速引擎8拉豆翼到分55口2035年，风电光电将占80%以上的装机容量和40%以上的电量。…berwldClesteChneemps6功率(kW)功率(kW)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200920102011201220132014201520162能源转型美国电网可再生能源发电比例美国电网可再生能源发电比例低碳环保发展“光储充”直流微网建设低碳化、电气化与智能化的新一代交通-能源一体化能源互联网77bonuldCieateclaneeimp8充电控制充电控制自愈合离分子电位感粘接剂涂层知隔膜PTC涂层卖层智能复合集流体智能只合生流体92020-今Gen.1一维超细探针Gen.1一维超细探针Gen.2多孔长寿命■基于P2D电化学颗粒模型分析测量误差吾SVm=δEm+n→k介于两者之间(中间值),结果为具有安全裕度的估计值JournalofFnergyCh司0盟…5EnergyEnviron.Sci,20电池最优充电控制总体思路外特性正极电位升高下负极电位降低电流控制电流控制锂离子电池温度控制外特性监测正极体积减小外特性监测内特性观测基于模型的多目标优化使用策略管理系统溶解安全性影响事心"电池充电MAP标定可精准预测电位的P2D模型[*mp2s01一E5事心"电池充电MAP标定可精准预测电位的P2D模型[*mp2s01一E5新鲜电池和95%SOH电池快充Map图更新-7电池循环过程正常衰减@0如*充电MAP与电热耦合模型开发热电耦合分极模型建立长寿命智能电位传感器开发热电耦合分极模型建立不同温度和充电工况下的精准电位与温度预测受控电池对象U₁受控电池对象U₁闭环控制器负极电位预测0安全快速充电控制算法降维电化学模型电流在残闭环控制器电荷转移极化阻抗考虑SEI膜、电容的最优电流RX=(A₄-X=(A₄-HC)+B,u+HZ+WE,manp=,mcap-K(6-Y)HC₁=[Kg(Vk-V),-K(V₀m-Y),0十Rate(C)Rate(C)606gg00000熵权法优化切换温度归一化样本比重目标函数信息熵考虑冬天低温的充电控制策略熵权法优化切换温度归一化样本比重目标函数信息熵充电快升温快多预热显者加快充电速率控制稳定均无析锂01250.2500376062s07so00Iime)f初温(C)切换温度(℃)n0000低成本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√SEI膜增厚副反应√析锂副反应Modelaccuracyi,SOC,TQanRmMLithiumplatingplatedLi大，负极电位降低Capacityretention/%Capacityretention/%"光储充微网能量管理策略"以系统运行总成本最低为优化目标，搭建了基于粒子群优化算法的能量以系统运行总成本最低为优化目标，搭建了基于粒子群优化算法的能量管理策略4"W&t板理frefrePP春“线性功率模型口考虑各组件的模型与管理策略，形成微网仿真模型，CapwCapectyofmxtgystorgesyut是是min{NPC}=min{Cm+NPC□初始投资成本：□初始投资成本：口运行维护成本：口运行维护成本：