[发明专利]一种高精度电池组充电剩余时间估算方法及系统

权利要求书

1.一种高精度电池组充电剩余时间估算方法，包括以下步骤：

A、基于充电过程中的充电参数建立电池组充电热仿真模型库文件进而得到电池组充电生热模型，并基于牛顿冷却定律得边界条件得到电池组充电散热模型，结合电池组充电生热模型和电池组充电散热模型建立电池组热模型；

B、通过电池组使用的历史情况估算电池组开始充电时的荷电状态，所述历史情况包括电池组放电时间、当前电压、开路电压、放电电流；

C、根据电池组开始充电时的荷电状态以及电池组总安时数计算电池组待充电安时数；

D、根据电池组电池单体电压变化将充电过程分为恒流阶段与恒压阶段；所属恒流阶段为电池电压未达到电池单体电压充满时最大电压的充电阶段；所述恒压阶段为电池电压达到电池单体电压充满时最大电压后的充电阶段；

E、结合步骤A所得电池组热模型预测电池组恒流阶段充电时温度上升值进而计算恒流阶段充电时间；

F、利用恒压阶段电流下降曲线计算恒压阶段充电时间；

G、根据获得的恒流阶段充电时间和恒压阶段充电时间采用分段积分法累加计算电池组剩余充电时间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括以下分步骤：

A1、根据实际充电试验中的充电电压、充电电流、充电时间、电池组内各点温度建立电池组充电热仿真模型库文件；

A2、通过电池组充电热仿真模型库文件结合由正负极耳单位体积的生热速率所构建的电池单体生热速率模型建立电池组充电生热模型，所述电池组充电生热模型通过电池组的充电电压、充电电流和充电时间计算电池组温度；

A3、通过牛顿冷却定律得边界条件得到电池组充电散热模型；

A4、结合联立电池组充电生热模型以及电池组充电散热模型得到电池组热模型。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括采用一阶RC等效电路模型的线性离散化，通过迭代方法计算得到电池组开始充电时的荷电状态最优值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤E包括以下分步骤：

E1、将所述恒流阶段进一步分为若干充电分阶段；设定充电分阶段的电池组温度阈值，根据所述电池组温度阈值设定各阈值范围内的可用充电电流；

E2、针对某一充电分阶段，使用步骤A得到的电池组热模型预测该阶段内电池组充电过程中温度升高值并计算该充电分阶段的充电时间；若在该阶段充电过程中电池组温度的升温未触及电池组温度阈值，为在该阶段充电过程中可用充电电流未降低，则直接用该充电分阶段所需充电安时数与可用充电电流得到该充电分阶段的充电时间预测；若在该阶段充电过程中电池组温度的升温会触及电池组温度阈值，为在该阶段充电过程中可用充电电流会由于电池组温度的升高而降低，则根据电池组温度阈值预测可用充电电流下降后的充电状况并计算该状况下的充电时间预测；同时计算该充电分阶段结束后的剩余待充电安时数；

E3、当该充电分阶段结束后，判断恒流阶段是否结束；若判定恒流阶段已经结束则进入恒压阶段，若判定恒流阶段未结束则进入下一充电分阶段并执行E2分步骤；

E4、当分步骤E3中判定恒流阶段已经结束，表明对所有充电分阶段已执行分步骤E2，则将所有充电分阶段的充电时间预测累加得到恒流阶段充电时间。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分步骤A2还包括利用多通道温度实时采集进行温度修正。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B还包括判断电池组开始充电时的荷电状态是否过低；若判断荷电状态过低则对电池组进行低电流预充电。