鋰離子電池作為新能源汽車的“心臟”，其充電性能直接關系到車輛的續(xù)航能力和安全性。析鋰現(xiàn)象，這一在快充過程中常見的難題，成為了制約石墨陽極型鋰離子電池快充效率與安全性的關鍵因素。為了解決這一挑戰(zhàn)，科研團隊開展了一系列深入研究，旨在優(yōu)化快充策略，確保車載電池既能快速充電，又能安全可靠。
近期，河北工業(yè)大學儲能技術研究中心的研究團隊提出了一種創(chuàng)新的雙閉環(huán)快充策略調控方案。該方案由陽極電勢觀測器和充電電流控制器兩大核心部分組成，實現(xiàn)了對陽極電勢的實時在線監(jiān)測和對充電電流的精準控制。這一策略的建立，不僅為鋰離子電池的安全快充提供了新的思路，也為緩解新能源汽車用戶的里程焦慮提供了有力支持。
該方案基于電極等效電路模型（EECM），結合了擴展卡爾曼濾波（EKF）算法和前置補償方法，實現(xiàn)了對陽極電勢和充電電流的雙重閉環(huán)控制。實驗結果顯示，陽極電勢閉環(huán)觀測器表現(xiàn)出極高的觀測精度，平均觀測誤差低于5mV，最大誤差也不超過10mV。同時，充電電流閉環(huán)控制器同樣表現(xiàn)出色，在電流調節(jié)過程中，陽極電勢能夠迅速并穩(wěn)定地達到并保持在設定的閾值范圍內，調節(jié)時間僅為26秒，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差小于0.05mV，且整個過程中無超調和震蕩現(xiàn)象發(fā)生。
為了驗證該快充策略的有效性，研究團隊在不同充電倍率下進行了實驗。結果顯示，在4C、3C和2C倍率充電時，陽極電勢和電池的荷電狀態(tài)（SOC）均得到了良好的控制。這表明，該快充策略在不同充電條件下均能保持良好的性能，為鋰離子電池的安全快充提供了有力的保障。
此次研究成果的發(fā)表，標志著河北工業(yè)大學儲能技術研究中心在鋰離子電池快充技術領域的又一次重要突破。該中心長期致力于鋰電池的高精度計算與仿真、儲能裝備的可靠性提升以及系統(tǒng)安全管理等方面的研究，取得了豐碩的成果。團隊成員徐志成副教授作為本文的通信作者，不僅是河北工業(yè)大學的元光學者，還是河北省科技特派員和中國電工技術學會會員，其研究成果在行業(yè)內具有較高的影響力。
本課題的研究得到了國家自然科學基金和河北省中央引導地方科技發(fā)展專項項目的支持，為研究的順利開展提供了有力的資金保障。隨著該快充策略的進一步優(yōu)化和推廣，相信將為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展注入新的動力。
