مدیریت شارژ باتری لیتیوم-یونی بر مبنای کاهش تلفات روند شارژ

باتری های لیتیوم-یون به دلیل چگالی توان بالا، عمر طولانی و قابلیت اطمینان مناسب، به طور گسترده در خودروهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند. روش رایج شارژ این باتری ها مبتنی بر الگوی جریان ثابت-ولتاژ ثابت است که طی آن ابتدا باتری با جریان ثابت شارژ شده و سپس با رسیدن به ولتاژ معین، با ولتاژ ثابت و جریان کاهشی به شارژ ادامه می دهد. با توجه به تغییر مقاومت داخلی باتری در طول فرآیند شارژ، اعمال جریان شارژ متغیر می تواند تلفات انرژی را کاهش داده و کارایی کلی سیستم را افزایش دهد بدون آنکه عمر باتری کاهش یابد. در این مقاله، یک روش بهینه برای شارژ باتری های لیتیوم-یون ارائه شده که در آن پارامترهای لحظه ای باتری و ارتباط آن ها با وضعیت شارژ در نظر گرفته شده است. فرآیند شارژ بر اساس مدل سازی دقیق و به کمک ابزار YALMIP و الگوریتم های مبتنی بر روش ریشه و ساقه تحلیل شده است. در این مدل، شاخص هایی همچون وضعیت نهایی شارژ، دمای نهایی سلول ها و میزان تلفات انرژی به عنوان معیارهای بهینه سازی لحاظ گردیده اند. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که استفاده از جریان تطبیقی در مقایسه با جریان ثابت، منجر به کاهش تلفات شارژ و افزایش طول عمر باتری می شود، چراکه زمان کافی برای فرایند پلاریزاسیون ولتاژی در هر چرخه ی شارژ فراهم می آورد. این یافته ها بر اهمیت توسعه ی استراتژی های هوشمند شارژ در بهبود عملکرد باتری های لیتیوم-یون در کاربردهای پیشرفته تاکید دارد.

کلیدواژه ها:

الگوریتم شارژ ، شارژ تطبیقی ، باتری لیتیوم-یون ، کاهش تلفات شارژ