《鋰離子電池PHM特徵庫構建方法的研究》是依託哈爾濱工業大學，由呂超擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鋰離子電池PHM特徵庫構建方法的研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：呂超
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鋰離子電池以其卓越的清潔高效性能獲得日益廣泛的套用，其狀態預測與健康管理(PHM)在便攜設備、電動汽車、航空航天等套用領域均至關重要。本項目通過鍵合圖理論建立鋰離子電池電、熱、化學多能量域耦合模型；套用參數辨識、累積損傷等理論實現模型參數特徵、載荷累積應力特徵和外部可測特徵的提取技術；融合大量實驗數據，挖掘在工作載荷和環境載荷的影響下，特徵信息與失效模式之間的關聯規律，最終構建起適合鋰離子電池PHM研究的綜合特徵庫。本研究的成果能夠顯著提高鋰離子電池狀態預測的研究水平，並為電池結構及材料最佳化提供指導，所採用的分析方法對於其它對象PHM問題的開展也具有重要的理論意義。
結題摘要
鋰離子電池PHM相關研究的難點在於：如何在不破壞電池的前提下提取電池內部健康特徵；如何確定內部健康特徵與電池性能及老化機理的關聯關係。針對上述問題，本項目首先基於P2D模型建立了鋰離子電池多物理模型，包含了電池熱行為計算和圓柱形電池半徑方向的溫度分布計算；其次，提出了“參數敏感值矩陣”定量評價不同工況下參數敏感度的大小，並依此提出辨識工況的多目標最佳化方法，最佳化工況下各參數的可辨識性均較高；再次，提出了多目標並行遺傳算法進行參數辨識，四個目標分別為電池在兩個環境溫度最佳化辨識工況下的端電壓和外殼溫度，通過實驗可知該方法辨識準確度更高；最後結合多模式循環老化實驗獲得了不同老化模式下電池的參數集，利用數理統計方法最終確定8個關鍵參數的值隨電池循環老化而顯著變化，並對不同老化模式下關鍵參數的退化規律進行了研究，最終建立起鋰離子電池內部健康特徵庫。本項目所提出的方法和結論為鋰離子電池失效物理模型的建立提供了有效支撐，有利於進一步實現基於機理的電池壽命預測與健康管理研究。
