基于最優(yōu)燃料電池負(fù)荷共享的插電式混合動(dòng)力汽車電池衰減壽命主動(dòng)管理評估

基于最優(yōu)燃料電池負(fù)荷共享的插電式混合動(dòng)力汽車電池衰減壽命主動(dòng)管理評估

對于插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）來說，動(dòng)力電池占據(jù)著很大的車輛成本。而對于動(dòng)力電池來說，無論是傳統(tǒng)鉛酸電池還是鋰電池都有一定的衰減壽命，這無疑增加了車輛成本。介紹了一種同時(shí)裝配有鋰電池和燃料電池的PHEV電池衰減壽命的主動(dòng)管理方法，通過離散型動(dòng)態(tài)規(guī)劃讓燃料電池共享部分電池負(fù)荷，從而延長車載電池組的整體使用壽命，提高車輛的行駛經(jīng)濟(jì)性。

構(gòu)建了包含燃料電池、鋰電池及相應(yīng)電池壽命衰減的PHEV整車模型，所選鋰電池是LiFeMnPO4電池，所選燃料電池是聚合物質(zhì)子交換膜燃料電池。在對電池衰減壽命進(jìn)行長期評估過程中，為了提高整體運(yùn)算速度并保證仿真精度，采用近似最優(yōu)解，把PHEV在電池整個(gè)生命周期的運(yùn)行分為以天為單位的眾多單獨(dú)循環(huán)，對每個(gè)單獨(dú)循環(huán)單獨(dú)優(yōu)化。每個(gè)單獨(dú)循環(huán)仿真完成后，把鋰電池衰減程度剩余電量等必要信息帶入下個(gè)循環(huán)，下個(gè)循環(huán)的仿真可以利用上個(gè)循環(huán)已經(jīng)計(jì)算好的一些物理量，重復(fù)循環(huán)直到電池衰減達(dá)到要求。定義燃料電池負(fù)荷分配為控制系數(shù)，以燃料電池和鋰電池的衰減以及氫氣消耗量、電能消耗量構(gòu)成成本函數(shù)，通過燃料電池共享部分PHEV電能需求，控制鋰電池的放電電流和SOC，從而延長電池壽命。

通過與其它幾種能量管理方法對比可以發(fā)現(xiàn)，最優(yōu)燃料電池負(fù)荷共享可以有效地延長電池的使用壽命，根據(jù)不同選擇可以延長電池使用壽命18%～41%；電池衰減壽命的主動(dòng)管理是延長電池使用壽命的一個(gè)重要機(jī)制；采用最優(yōu)燃料電池負(fù)荷共享的方法還可以提高PHEV運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性3%～6%。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2016年第10期

作者：Francois Martel et al

編譯：孫志祥