盖世汽车讯 据外媒报道，印度理工学院甘地纳格尔分校（Indian Institute of Technology Gandhinagar，IITGN）的研究人员开发出锂离子电池自适应充电策略，有助于电动汽车（EV）高效充电，同时减少锂沉积——导致电池性能衰退的主要原因。该研究发表于期刊《Journal of Energy Storage》，提出的自适应充电框架能够动态保护电池免受内部性能衰退的影响，并在不同的温度和健康状况下优化充电效率和时间。

图片来源：IITGN

当锂离子电池充电过快、在低温环境下或高荷电状态下运行时，就会发生锂沉积现象。锂不会进入石墨阳极，而是以金属层的形式沉积在阳极表面。这会永久性地降低电池容量，并可能形成针状突起，刺穿电池内部组件，从而引发短路或起火。

该研究的第一作者兼通讯作者Shiv Shankar Sinha表示：“快速充电是当今用户对电动汽车最重要的期望之一，但过度充电会加速电池衰退。”

电气工程系（Department of Electrical Engineering）助理教授、智能电力电子实验室（Smart Power Electronics Laboratory）首席研究员Pallavi Bharadwaj教授说道：“传统的充电系统通常采用固定的充电模式，无法适应电池状态的变化。但电池并非静态系统，其性能会随着温度、运行历史和使用年限而改变。”

为了应对这一挑战，研究团队开发出优化的五步自适应多步恒流充电策略。与传统的、僵化的充电模式（假定电池始终处于全新状态并在室温下运行）不同，这种新算法会根据电池的实时老化状态和环境温度，在每次充电过程开始时调整步进阈值。

该充电框架如同一个智能监控器。它能够识别在任何特定天气或健康状况下，即将触发锂沉积的精确电压阈值，并立即指示充电器将电流降至更安全的水平，以防止锂沉积和潜在的物理损坏。

为了识别锂沉积的起始点，研究人员开发出基于电池内阻变化的监测方法。他们采用间歇式恒流测试，定期短暂暂停充电电流，以测量与锂沉积起始相关的细微阻抗变化。随后，研究团队运用田口方法（Taguchi method）（一种广泛应用于工程设计的统计优化技术）来确定多步充电曲线的最佳充电电流。

该充电策略已通过实验验证，实验使用了松下（Panasonic）NCR18650B商用镍钴铝锂离子电池，测试覆盖易发生锂沉积的宽泛工作温度范围（-5°C至25°C），以及电池老化程度（从全新到性能衰退15%）。

研究表明，与传统的防锂沉积充电方法相比，该充电策略将电池容量利用率提高了10.65%，充电效率提高了0.55%。研究人员还观察到，该系统在各种温度和电池老化条件下均能有效抑制锂沉积。Sinha表示：“该策略将部分安全负担从硬件密集型保护系统转移到智能软件框架，该框架可集成到电池管理系统中。”

自适应充电技术有助于提升电池耐久性，使电动汽车用户降低生命周期成本，并增强印度新兴电池生态系统的可持续性。

在全球范围内，该技术有助于富镍锂离子电池耐久性和可持续性的研究。由于其高能量密度，富镍锂离子电池是许多长续航里程电动汽车的动力来源。