[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

说明书

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，属于电池加热技术领域。解决了低温下电池放电加热时电流的幅值选取没有依据，以及因没有考虑加热过程对电池容量衰减的影响而导致加快电池衰老的问题。本发明利用电池低温放电时内阻产生的热量对电池进行内部加热，权衡电池容量衰减和加热时间这两个相互矛盾的方面，通过标准化处理，构建以这两个方面为对象的目标函数。将电池每上升1℃的过程记为一个阶段，采用局部最优算法，从第一个阶段逐个向后计算，得到每一个阶段的最优放电电流，从而获取整个加热过程的最优放电电流。本发明适用于电池加热。

技术领域

本发明涉及一种电池最优放电加热电流的获取方法，具体涉及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，属于电动汽车电池低温加热技术领域。

背景技术

锂离子电池以其比功率高、能量密度大、自放电率低和贮藏时间长等优点，正逐步取代其他电池成为主要的动力电池。虽然锂离子电池有很多优点，但是在低温下，锂离子电池的充放电性能仍存在较大问题，例如：各种活性物质活跃性降低，电芯电极的反应率低，石墨负极锂离子电池内部各类阻抗大幅增加，电池可用容量减少，输出功率明显下降，这对电动汽车的使用性能影响较大。

目前针对电池的低温使用问题，相关技术的一种做法是：利用正弦交流电对电池进行充放电，利用电池低温时内阻产生的热量对电池进行内部加热，但是电池低温充电是导致锂枝晶的主要原因，交流电中的充电电流会加速电池的老化。相关技术的另一种做法是对电池进行一段时间的放电，将能量储存在储能装置中，利用电池放电时内阻产生的热量对电池进行内部加热，但是忽略了加热过程对电池容量衰减的影响，并且没有确定放电电流的取值依据。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明是为了解决低温下利用电池放电内阻产生的热量对电池进行加热时，放电电流的幅值选取没有依据，以及因没有考虑加热过程对电池容量衰减的影响而导致加速电池衰老的问题，提出了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。

本发明所采取的方案为：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，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；