1.1.选题背景及意义

自商用锂离子电池问世以来，锂离子电池产业迅速发展，目前已广泛应用于3C电子产品应用领域。近年来由于环境污染和化石燃料资源日渐匮乏问题突出，以绿色能源取代日益枯竭的化石能源成为各国新能源开发方向。其中，以绿色环保的电池，尤其是锂离子电池，为汽车提供运行动力成为一个重要的发展方向。目前，全世界已有众多企业和科研机构进行了动力电池相关的研究探索，并相继有汽车产品上世^[1]。

然而，随着锂离子电池的快速发展，节约成本与提高性能的要求变得日益突出。三元合金型锂离子电池的三元分别为镍钴锰，由于镍的价格远低于其它两种以及我国国内储量原因，能否提高镍含量节约成本的同时提高锂离子电池的稳定性与性能，延长电池使用寿命变得至关重要，研究导致锂电池衰退的主要因素，掌握锂电池镍含量对性能衰退的影响对提高 BMS 的管理控制精度以及整个新能源汽车领域的发展至关重要。

1.2.研究的目的

本文旨在通过锂离子电池的二阶模型作为衰退模型，以及进行HPPC实验，来分析和比较在不同镍含量下电池衰退过程的电池剩余能量、峰值功率和特性参数的变化规律，从而理解锂离子电池镍含量不同对其衰退机制的影响，有利于选择三元型锂离子电池镍钴锰的比例。电池的衰退与电池参数之间的关系为评价电池的健康状态提供了理论依据，对节约锂离子电池成本提高其性能的研究工作具有重要的意义。

1.3.国内外的研究现状分析

目前国内三元合金型锂离子电池还是以111型为主，逐渐替代了镍氢电池、钴酸锂电池、磷酸铁锂电池，成为目前市场上最主流的电池。但我国三元合金型锂离子电池发展状况与国外还有一定差距。镍元素含量与不同衰退状态下电池剩余能量、峰值功率和特性参数的变化规律仍需进一步研究。衰退机理的研究涉及电化学、材料等领域，衰退模型包括机理模型、半经验模型和经验模型。但是，锂离子电池的衰退过程复杂多变，获得完整的电池诊断和精确的衰退模型仍具有挑战性。

郭琦沛和张彩萍等^[2] 研究了LNMCO体系的三元锂离子电池容量增量曲线（IC曲线）随电池衰退的变化特性，分析了IC曲线与电池老化密切相关的特征参数及其变化规律，建立了三元锂离子电池容量估计模型，表征电池的健康状态。

武汉理工大学李小康^[3] 选取二阶 Thevenin 模型作为衰退模型，以 HPPC循环测试数据为基础进行模型参数辨识，然后根据模型参数与SOC的变化关系在Matlab/Simulink中搭建电池充放电的仿真模型。使用该模型模拟电池的充电 HPPC 测试工况、恒流充电工况以及简单动态工况，并验证模型的仿真精度。