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Schnelle und sichere Ladeprotokolle sind entscheidend für die Verbesserung der Praktikabilität von Batterien, insbesondere für mobile Anwendungen wie Smartphones und Elektrofahrzeuge. Dieses Papier schlägt einen innovativen Ansatz zur Entwicklung von optimal gesundheitsbewussten schnellen und sicheren Ladeprotokollen vor. Ein multiobjecktives Optimierungsproblem wird mathematisch formuliert über ein gekoppeltes elektro-thermisches Alterungsbatteriemodell, bei dem elektrische und Alterungs-Submodelle von der Kerntemperatur abhängig sind, die durch ein zweizuständiges thermisches Submodell erfasst wird. Die Legendre-Gauss-Radau-Pseudospektrum-Methode mit adaptiver Mehrbereichsintervall-Kollokation wird verwendet, um das resultierende hochgradig nichtlineare Optimierungsproblem mit sechs Zuständen zu lösen. Ladezeit und Gesundheitsdegradation werden daher optimal gegeneinander abgewogen, unter Berücksichtigung sowohl elektrischer als auch thermischer Einschränkungen. Minimum-Zeit-, Minimum-Alterungs- und ausgewogene Ladeszenarien werden im Detail untersucht. Sensitivitäten gegenüber der oberen Spannungsgrenze, der Umgebungstemperatur und dem Kühlungswiderstand werden ebenfalls untersucht. Experimentelle Ergebnisse werden bereitgestellt, um die Abwägungen zwischen einem ausgewogenen und einem traditionellen Ladeprotokoll zu vergleichen.
Perez et al. (Mi,) haben diese Frage untersucht.