基于最优燃料电池负荷共享的插电式混合动力汽车电池衰减寿命主动管理评估

基于最优燃料电池负荷共享的插电式混合动力汽车电池衰减寿命主动管理评估

对于插电式混合动力汽车（PHEV）来说，动力电池占据着很大的车辆成本。而对于动力电池来说，无论是传统铅酸电池还是锂电池都有一定的衰减寿命，这无疑增加了车辆成本。介绍了一种同时装配有锂电池和燃料电池的PHEV电池衰减寿命的主动管理方法，通过离散型动态规划让燃料电池共享部分电池负荷，从而延长车载电池组的整体使用寿命，提高车辆的行驶经济性。

构建了包含燃料电池、锂电池及相应电池寿命衰减的PHEV整车模型，所选锂电池是LiFeMnPO4电池，所选燃料电池是聚合物质子交换膜燃料电池。在对电池衰减寿命进行长期评估过程中，为了提高整体运算速度并保证仿真精度，采用近似最优解，把PHEV在电池整个生命周期的运行分为以天为单位的众多单独循环，对每个单独循环单独优化。每个单独循环仿真完成后，把锂电池衰减程度剩余电量等必要信息带入下个循环，下个循环的仿真可以利用上个循环已经计算好的一些物理量，重复循环直到电池衰减达到要求。定义燃料电池负荷分配为控制系数，以燃料电池和锂电池的衰减以及氢气消耗量、电能消耗量构成成本函数，通过燃料电池共享部分PHEV电能需求，控制锂电池的放电电流和SOC，从而延长电池寿命。

通过与其它几种能量管理方法对比可以发现，最优燃料电池负荷共享可以有效地延长电池的使用寿命，根据不同选择可以延长电池使用寿命18%～41%；电池衰减寿命的主动管理是延长电池使用寿命的一个重要机制；采用最优燃料电池负荷共享的方法还可以提高PHEV运行经济性3%～6%。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2016年第10期

作者：Francois Martel et al

编译：孙志祥