電動(dòng)汽車應(yīng)用中鋰離子電池充電狀態(tài)估算和管理系統(tǒng)的綜述：挑戰(zhàn)與建議

考慮到減少二氧化碳排放和全球環(huán)境問(wèn)題最有希望的替代品，電動(dòng)汽車已被汽車行業(yè)廣泛接受。鋰離子電池由于其輕便，快速充電，高能量密度，低自放電，使用壽命長(zhǎng)等豐富的特點(diǎn)，在電動(dòng)汽車應(yīng)用中受到廣泛關(guān)注。

鋰離子電池的電池管理系統(tǒng)（BMS），可以保證電池充電狀態(tài)（SOC）的可靠安全運(yùn)行和評(píng)估。該評(píng)估表明，SOC是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，因?yàn)樗硎倦姵刂惺Ｓ嗟目捎媚芰?，提供關(guān)于充電/放電策略的想法，并保護(hù)電池免受過(guò)度充放電。此外，現(xiàn)有的鋰離子電池的SOC具有對(duì)其充電/放電能力安全有效地運(yùn)行EV的良好貢獻(xiàn)。然而，由于電化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜，性能下降，電池性能和壽命提高缺乏準(zhǔn)確性，因此仍然存在一些挑戰(zhàn)。

電池SOC與最大容量有很強(qiáng)的關(guān)系，這決定了電池性能和可用壽命。通過(guò)將放電電流相對(duì)于時(shí)間積分來(lái)估計(jì)最大容量。只要積分時(shí)間存在，并且當(dāng)電池在當(dāng)前電池完全放電時(shí)容量最大化，容量就會(huì)增加保持不變。相對(duì)于不同放電深度的鋰離子電池放電，當(dāng)電池以不同的截止電壓放電時(shí)，電池被充電至4.2V的最大值。因此，通過(guò)電流負(fù)載的變化和不同的放電深度來(lái)估計(jì)最大容量是一個(gè)挑戰(zhàn)。

由于鋰離子電池的高靈敏度，包括各種內(nèi)部和外部因素以及復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)，估計(jì)精確的SOC已經(jīng)成為主要的挑戰(zhàn)。對(duì)于鋰離子電池的SOC估算進(jìn)一步技術(shù)開發(fā)有一些重要而有選擇性的建議，如：

1.在實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)功能和市場(chǎng)接受度時(shí)，需要解決鋰離子電池的安全性，移動(dòng)性和耐久性問(wèn)題。

2.需要建立充電均衡，熱控制，故障檢測(cè)，電池充電/過(guò)充電的高效電池管理系統(tǒng)以獲得高精度S OC。

3.在老化，滯后，不同排放速率和溫度的影響下，需要對(duì)常規(guī)方法進(jìn)行SOC估算方法的進(jìn)一步研究。

4.在系統(tǒng)各種模型不確定性和干擾下，使用自適應(yīng)濾波算法，需要開發(fā)適合的模型來(lái)估計(jì)SOC。

5.智能網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元選擇的最優(yōu)數(shù)量和使用學(xué)習(xí)算法計(jì)算時(shí)間較短的參數(shù)優(yōu)化模型需要進(jìn)一步研究。

6.需要研究設(shè)計(jì)合適的控制器以提高非線性系統(tǒng)的魯棒性和預(yù)測(cè)分析模型，以達(dá)到SOC估計(jì)的良好準(zhǔn)確性。

7.需要一種SOC估計(jì)方法的廣義驗(yàn)證和基準(zhǔn)方法。

8.在數(shù)據(jù)安全性，可靠性和干擾方面，需要進(jìn)行進(jìn)一步研究，以提高無(wú)線電力傳輸對(duì)電池充電的性能。

這些建議對(duì)于準(zhǔn)確估計(jì)SOC將是一個(gè)顯著的貢獻(xiàn)。這是因?yàn)?，鋰離子電池的SOC估計(jì)方法的進(jìn)一步發(fā)展將主導(dǎo)未來(lái)EV的市場(chǎng)。