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(6)

基于等效电路模型策略的优点是容易捕获电池的外部特性，来设计最优充电协议，但缺点是不能提供电池内部状态信息特别是充电引起的副作用，如SEI生长、锂沉积等。基于电化学模型的优化策略可以预测充电过程中的副反应，因为它们能够估计内部状态，如固体和电解质电位、离子浓度和反应通量。因此，电化学模型越来越多的应用在充电策略的制定中。
基于电化学电池模型策略能够准确表征电池内部的材料特性和反应机理，许多车企实际应用的斜坡式充电模式就是基于电化学模型得来的。所谓斜坡式充电策略就是在大功率充电持续一定时间后，就变成了像一个缓缓下降的山坡。斜坡式充电一般基于P2D等电化学模型，利用三电极电池对SEI电位进行监视预测，防止析锂，从而优化充电策略。
斜坡式充电策略对充电过程中大量变化的点进行析锂窗口的判定，主要是电流值的判断，不同温度下、不同SOC都要去判定，超过这个电流限值，负极表面就会达到析锂电位。
目前采用该种充电策略的有TeslaModel3、宝马BMWi3、保时捷Taycan、捷豹I-PACE、大众e-Golf、奥迪Audie-trone、NissanLeaf等车型。其中保时捷Taycan从5%SOC开始充电，充电电压最大可达800V，峰值功率可达270kW。
然而，对电动汽车用锂电池进行大功率充电，不能一味地追求功率的提高，由于倍率的提升导致热失控所造成的安全性问题不容忽视。比如2019年4月份特斯拉连续的自燃事件，特斯拉此后对ModelS85kW·h的充电功率进行了降低。
1.3不同充电策略及优化方法的评价与比较
本文从所研究的电池类型、特点、需要优化的参数以及该充电策略的优缺点对不同的充电策略及优化方法等方面进行了比较，见表2。

对于MSCC和PC策略，从充电时间、产热、衰减、成本和高频信号等五个角度对二者进行了比较，如图9所示。MSCC和PC都可以解决充电时间焦虑问题，在缩短充电时间提高充电效率上不相上下。MSCC一般采用逐级递减的充电策略，而PC策略由于加入了静置或放电阶段，其平均充电电流水平较高，因此PC策略产热较多，温度升高幅度较大，温升较大会影响电池循环使用寿命。