Efficient computation of robust, safe, fast charging protocols for lithium-ion batteries

电池(电) 计算机科学 计算 参数统计 协议(科学) 数学优化 可靠性工程 工程类 算法 数学 医学 功率(物理) 统计 物理 替代医学 量子力学 病理
作者
Giacomo Galuppini,Marc D. Berliner,Huada Lian,Debbie Zhuang,Martin Z. Bazant,Richard D. Braatz
出处
期刊:Control Engineering Practice [Elsevier BV]
卷期号:145: 105856-105856 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.conengprac.2024.105856
摘要

The design of fast charging protocols is fundamental to improving the performance and lifetime of lithium-ion batteries. It is well-known that charging operations consistently performed at very high current will negatively impact operational safety and battery lifetime, although a quantitative understanding of these relationships remains lacking. The protocol design problem is typically formulated as a model-based dynamic optimization, where safety of operations can be encoded by constraining relevant battery states. However, all models are affected by uncertainty, which in turn propagates to state predictions. In this case, charging protocols based on nominal predictions may not satisfy the operating constraints. To overcome this issue, this work proposes a stochastic optimal control approach for the efficient computation of safe, fast charging protocols, able to explicitly account for parametric uncertainties affecting the battery model and guarantee probabilistically robust constraint satisfaction. Given a description of uncertainty affecting model parameters, linearized sensitivity analysis is exploited to propagate uncertainty to the battery states, and suitable backoff values for safety constraints are computed for each time instant. The effectiveness of the methodology is demonstrated in silico, by computing five different protocols, with a detailed Multiphase Porous Electrode Theory-based model of commercially available lithium-iron-phosphate batteries.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
R18686226306发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
ppprotein发布了新的文献求助10
4秒前
核桃应助高兴的万宝路采纳,获得30
4秒前
4秒前
bai发布了新的文献求助10
4秒前
hhyy发布了新的文献求助10
6秒前
9秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
完美的翼应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
12秒前
自由无敌完成签到,获得积分10
14秒前
初景应助百宝采纳,获得20
14秒前
淡淡智宸完成签到,获得积分10
15秒前
大海发布了新的文献求助10
15秒前
wer发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
16秒前
淡淡智宸发布了新的文献求助10
18秒前
忧郁井完成签到,获得积分20
18秒前
19秒前
Jasper应助R18686226306采纳,获得10
19秒前
19秒前
www完成签到,获得积分10
19秒前
ppprotein完成签到,获得积分10
21秒前
molihuakai应助指尖之外采纳,获得10
22秒前
下雨天完成签到,获得积分10
23秒前
高分求助中
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Organic Reactions, Volume 118 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7139744
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8787908
关于积分的说明 18577282
捐赠科研通 6728279
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3155271
关于科研通互助平台的介绍 2282619
邀请新用户注册赠送积分活动 2129692