مدیریت شارژ باتری لیتیوم-یونی بر مبنای کاهش تلفات روند شارژ
نویسندگان
1 شرکت برق منطقه ای خوزستان، اهواز، ایران
2 دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، دانشکده برق، تهران، ایران
doi
10.22075/jme.2025.27214.2278چکیده
باتریهای لیتیوم-یون به دلیل چگالی توان بالا، عمر طولانی و قابلیت اطمینان مناسب، به طور گسترده در خودروهای الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرند. روش رایج شارژ این باتریها 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 میدهد. با توجه به تغییر مقاومت داخلی باتری در طول فرآیند شارژ، اعمال جریان شارژ متغیر میتواند 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 باتریهای لیتیوم-یون ارائه شده که در آن پارامترهای لحظهای باتری و ارتباط آنها با وضعیت شارژ در نظر گرفته شده است. فرآیند شارژ بر اساس مدلسازی دقیق و به کمک ابزار YALMIP و الگوریتمهای مبتنی بر روش ریشه و ساقه تحلیل شده است. در این مدل، شاخصهایی همچون وضعیت نهایی شارژ، دمای نهایی سلولها و میزان تلفات انرژی به عنوان معیارهای بهینهسازی لحاظ گردیدهاند. نتایج شبیهسازیها نشان میدهد که استفاده از جریان تطبیقی در مقایسه با جریان ثابت، منجر به کاهش تلفات شارژ و افزایش طول عمر باتری میشود، چراکه زمان کافی برای فرایند پلاریزاسیون ولتاژی در هر چرخهی شارژ فراهم میآورد. این یافتهها بر اهمیت توسعهی استراتژیهای هوشمند شارژ در بهبود عملکرد باتریهای لیتیوم-یون در کاربردهای پیشرفته تأکید دارد.
