[发明专利]锂电池优化充电电流获得方法

说明书

锂电池优化充电电流获得方法，涉及锂电池充电技术领域。本发明是为了解决现有锂电池充电电流增大，充电时间减小，而电池自身损耗增大的问题。本发明所述的基于充电时间与电池自身能量损耗的锂电池最优充电电流获得方法，以不同SOC下电池的最大充电电流为边界条件，以整个充电过程中的充电时间和电池自身能量损耗为对象构建目标函数，采用动态规划算法对目标函数进行优化，从而得到使整个充电过程中基于充电时间与电池自身损耗的最优充电电流。本发明适用于为电池充电。

技术领域

本发明属于锂电池充电技术领域。

背景技术

目前锂电池采用最多的充电方法是恒流恒压充电方法，首先对电池以恒定电流充电，当电池电压达到一定值后采用恒压充电至充电电流小于某值时结束。此种充电方法简单且容易控制，但恒流阶段充电电流的选择基本是靠经验获得，其对电池自身上能量损耗和充电时间的影响是不确定的。

电池自身能量损耗是电池发热的主要原因，电池发热容易引起电池热失控；而充电时间过长是制约电池推广使用的重要因素之一。通常充电电流增大，充电时间变小，而电池自身的能量损耗会增大，这是一个相互矛盾的问题。

发明内容

本发明是为了解决现有锂电池充电电流增大，充电时间减小，而电池自身损耗增大的问题，现提供基于充电时间与电池自身能量损耗的锂电池最优充电电流获得方法。

基于充电时间与电池自身能量损耗的锂电池最优充电电流获得方法，

所述方法包括以下步骤：

充电过程划分步骤：将充电过程划分为N个充电阶段，其中SOC从0至1的增长过程中，每增加p％SOC为一个充电阶段；

模型建立步骤：建立锂电池的一阶RC等效电路模型，该模型包括以下参数：受控电压源、电池内阻、极化电阻和极化电容；

边界条件确定步骤：利用充电实验确定每个充电阶段中一阶RC等效电路模型的参数和充电电流选取的边界条件；

目标函数建立步骤：建立以整个充电过程中充电时间与电池自身能量损耗为对象的目标函数f：

其中，I_j是第j个充电阶段的充电电流，R_j(I_j)是第j个充电阶段在充电电流为I_j时的内阻阻值，△_j是第j个充电阶段的充电时间，W_1j是第j个充电阶段内极化电阻上的能量损耗；

最优电流获得步骤：利用动态规划算法对目标函数f进行优化，使目标函数取得最小值，获得每个充电阶段的最优充电电流。

本发明以不同SOC(预估电池荷电状态，State of Charge)下电池的最大充电电流为边界条件，以整个充电过程中的充电时间和电池自身能量损耗为对象构建目标函数，采用动态规划算法对目标函数进行优化，从而得到使整个充电过程中基于充电时间与电池自身损耗的最优充电电流。

本发明所述的一种基于锂电池充电时间与自身能量损耗的最优充电电流获得方法，涉及电池充电技术领域，以不同SOC水平下电池的最大充电电流为边界条件，综合考虑电池充电时间与电池自身能量损耗这两个相互矛盾的方面，构建以这两个方面为对象的目标函数。进一步把充电过程以SOC每变化5％分为N步，采用动态规划算法，从最后一步往前计算，得到每一步充电过程的电流，从而使整个充电过程达到最优，电池自身损耗与恒流恒压充电方法相比降低了5％。

附图说明

图1为基于充电时间与电池自身能量损耗的锂电池最优充电电流获得方法的流程图流程；

图2为每个充电阶段电池对应的一阶RC等效电路模型示意图；

图3为充电实验的流程图；