自重构电池最优化能量管理策略

由于高环保效益，电动车被公认为是解决未来交通问题的一个极具前景的解决方案。此外在智能电网的背景下，电动汽车可以在维持可靠的电力供应方面发挥重要作用。当电动汽车被连入有控制及通讯功能的电网时，车载锂电池组就可以存储或者供给电网能量。然而锂离子电池的储能效果并不能一直保持不变，且随着温度梯度、内部阻力变化、及操作条件的不同，其储能效果和使用寿命也不同，这就需要一个实时变化的能量管理策略。

本文提出了一种新型的多单元高电压电池的能量管理策略，该策略可以控制每个单元的电流大小，应用该策略电池称为自重构电池。优化的控制策略进一步提高了电池硬件结构的能源使用效率。目前，通过采用主动平衡电路来实现单元均衡，被认为是优化电池组能量使用效率的最佳方式。该项研究表明，优化自重构电池的能量效率与电池单元的平衡不再有明显的相关性。根据该新型电池结构的特点，本文提出了一种基于非线性动态优化问题的能量管理策略。为了解决这一最优化控制问题，本文提出了一种为给定的行驶工况生成最优放电策略，基于动态规划和代码矢量化的优化算法。仿真结果表明，相比于传统的控制方法，本文所设计的能量管理策略提高了电池系统的寿命。此外，由于降低了优化算法的复杂性，目前的能量管理策略可以在线实现。