电动汽车大功率充电过程动力电池充电策略与热管理技术综述(13)

3电动汽车大功率充电策略及热管理系统面临的主要挑战
3.1大功率充电策略面临的主要挑战
（1）为满足电动汽车长续驶里程的需求，动力电池企业近几年重点发展了单体能量密度提升至300W·h/kg以上的制造技术，即采用更高容量的材料和较厚的电极。但要实现电池大功率充电，仍需要在材料制备上，优化电极的厚度，进一步改善锂离子的接受和传输能力。
（2）为满足大功率充电时动力电池的安全性，需要提升电池管理系统在全气候温度条件下状态估计方面的能力，以避免动力电池组由于SOC状态估计错误导致的单体电池过充情况。
（3）为了能够快速消除高速充电产生的高温热量，电池电量到达一定比例或热量较高时，需要有效降低充电功率，防止过充或者起火，延长电池寿命。为此，需要构建能够反映电池大功率快速充电过程的热-电耦合动态模型，结合动力电池的耐久性模型，开展充电功率时变优化策略的研究。
3.2大功率充电过程动力电池组热管理系统面临的主要挑战
（1）大功率充电过程中，动力电池单体将产生大量的热，如果冷却系统强制冷却，将导致单体电池内外部温差加大，进而影响电池的性能。为此，如何根据准确估计动力电池内部温度，结合外部温度测量，构建实现闭环的冷却功率时变动态优化控制，是热管理系统面临的主要难题之一。
（2）大功率充电过程，动力电池组面临的产热及温度分布不均匀问题，温度最高的单体电池寿命衰减最快，加大了电池组中单体电池容量的不一致性，降低了动力电池组的可用能量。为此，如何在明确动力电池组产热机制的同时，优化电池系统散热结构设计，选择合适散热方式，合理管理电池热量，提升动力电池组的可用容量，是动力电池组热管理系统面临的另一个难题。
4结论
动力电池大功率充电能够在一定程度上解决电动汽车里程焦虑的问题，被学术界和产业界公认为理想的充电方式。但是在动力电池大功率充电过程中，电池管理系统面临着一系列技术难题需要解决，本文对动力电池大功率充电策略及热管理系统的研究现状进行了总结，进一步分析了大功率充电过程电池充电策略及热管理系统面临的挑战。
（1）减少充电时长的同时更好地避免电池的寿命衰退，仍是电动汽车大功率充电所面临的重要挑战。已报道的快速充电策略中，基于电化学模型的大功率充电策略，不仅能改善锂电池充电性能，更能反映锂电池内部副反应。如果能够对模型进行降阶简化并结合相关算法进行优化，未来会有更大的应用前景。