[发明专利]一种基于容量衰减和加热时间的锂电池加热电流获取方法

权利要求书

1.一种基于容量衰减和加热时间的锂电池加热电流获取方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤一，获取电池初始温度和荷电状态(SOC)及其对应的电池内阻，执行步骤二；

步骤二，设定电池的温度范围，即电池初始温度和目标温度，电池每上升1℃的过程记为一个阶段，执行步骤三；

步骤三，确定第i个电池温度时对应的加热电流范围，执行步骤四；

步骤四，在第i个电池温度时对应的加热电流范围内，每隔ΔI取一个电流值，计算不同加热电流对应的容量衰减Qloss和加热时间t，执行步骤五；

步骤五，将第i个阶段内不同加热电流对应的容量衰减Qloss和加热时间t进行标准化处理，执行步骤六；

步骤六，设定目标函数Target＝w1*Qloss+w2*t，求出第i个阶段内不同加热电流值对应的目标函数值，执行步骤七；

步骤七，根据步骤六的结果，找到第i个阶段内的目标函数值的最小值min(Target)及其对应的优化电流Iopt(i),容量衰减量Qloss(i),及加热时间time(i)，执行步骤八；

步骤八，根据第i个阶段内的Iopt(i)和time(i)计算此阶段内的SOC消耗，执行步骤九；

步骤九，判断电池温度Tbat是否到达目标温度Tgoal，若是，执行步骤十三，否则执行十；

步骤十，计算电池当前的荷电状态，执行步骤十一；

步骤十一，令i＝i+1，执行步骤十二；

步骤十二，获取电池当前温度和荷电状态对应的电阻R，执行步骤三；

步骤十三，电池加热实验结束，获取每一阶段内的优化电流Iopt(i)，进而得到这个加热过程的最优放电加热电流。

2.根据权利要求1所述的一种基于容量衰减和加热时间的锂电池加热电流获取方法，其特征在于，所述步骤三中i的初始值为1，确定第i个电池温度时对应的加热电流范围的具体方法为：加热电流的最小值应满足I²R-hS(T_bat-T_∞)＞0，其中I为放电电流，R为电池内阻，h为等效散热系数，S为电池表面积，T_∞为环境温度，I²R为电池的生热功率，hS(T_bat-T_∞)为电池与外界环境的散热功率，加热电流的最大值为电池手册上规定的最大放电电流。

3.根据权利要求1所述的一种基于容量衰减和加热时间的锂电池加热电流获取方法，其特征在于，所述步骤四中ΔI的取值范围为0.1～0.5A。

4.根据权利要求1所述的一种基于容量衰减和加热时间的锂电池加热电流获取方法，其特征在于，所述步骤四中容量衰减的计算公式为

其中，Q_loss为电池容量衰减量，E_a为活化能，B为电池倍率修正系数，Rate为电池倍率，k为指数前系数，A_k为电池安时吞吐量，z为幂次定律参数。

5.根据权利要求1所述的一种基于容量衰减和加热时间的锂电池加热电流获取方法，其特征在于，所述步骤四中加热时间的计算公式为

其中，m为电池质量，c为电池比热容，R为电池内阻，ΔT为电池在一个阶段内的温度变化量，在本发明中令ΔT＝1。

6.根据权利要求1所述的一种基于容量衰减和加热时间的锂电池加热电流获取方法，其特征在于，所述步骤五中标准化处理的目的是为了将容量衰减和加热时间转化为同一等量级的值，具体方法为min-max标准化，转换函数如下：

其中，max为样本数据的最大值，min为样本数据的最小值，此处所指的样本数据为：在第i个阶段内不同放电电流加热电池时得到的目标函数值。

7.根据权利要求1所述的一种基于容量衰减和加热时间的锂电池加热电流获取方法，其特征在于，所述步骤六中目标函数中的w1，w2为权值系数，w1，w2∈(0,1)且w1+w2＝1，本方法可根据实际需求自由设定w1，w2的值。

8.根据权利要求1所述的一种基于容量衰减和加热时间的锂电池加热电流获取方法，其特征在于，所述步骤八中计算第i阶段内的SOC消耗的方法是

其中，C是电池额定容量。