[发明专利]一种基于最小能耗的锂电池充电方法

说明书

本发明公开了一种基于最小能耗的锂电池充电方法，该方法包括以下步骤：1)建立锂离子电池一阶RC等效电路模型；2)对待充电锂电池进行测试，利用测试数据和遗传算法工具箱辨识得到电池参数；3)根据步骤1)建立的锂离子电池一阶RC等效电路模型以及步骤2)得到的电池参数，建立电池的损耗模型；4)根据电池的损耗模型，在不增加充电时间的条件下，计算得到最优的充电电流曲线；5)根据最优的充电电流曲线对电池进行充电。本发明通过建立电池充电损耗模型，在满足最小损耗的条件下，得到最优的充电电流曲线，该充电方法能够在不增加充电时间的基础上，达到充电损耗最小化的目标，有效地减少充电能量损耗。

技术领域

本发明涉及电池充电技术，尤其涉及一种基于最小能耗的锂电池充电方法。

背景技术

石油资源的日益短缺以及汽车环境污染等因素，迫使人们开始重新考虑未来汽车的动力问题。而集多项高新技术于一体的电动汽车具有无排放污染、噪声低、维修及运行成本低等特点，正在引起世界汽车工业的一场革命，将取代燃油汽车成为未来汽车的主流。

动力电池是电动汽车的主要动力来源，其在电动汽车中占据最核心的地位。

整车的续驶里程、加速性能及制动能量回收率都与动力电池的性能有着密不可分的关系。动力电池的关键作用是使得电动汽车具有较强的爬坡能力、加速能力和续航能力。而在纯电动汽车中，动力电池是电动汽车的唯一动力来源，动力电池更多的使用是为了使电动汽车续驶里程更长，并以大电流放电为辅以供给电动汽车的启动、加速和爬坡，对电池长时间持续放电的能力要求更高，这就要求动力电池具有很高比能量。动力电池一般需要具备以下要求：能量密度高；功率密度高；循环寿命长；自放电少；安全性与可靠性髙；环保无污染。

目前，常见的电动汽车中动力电池的主要性能对比可知，锂离子电池的优点有比能量高、比功率高、电压平台高、自放电率小以及使用寿命长等，因此，锂离子动力电池成为了电动汽车最优的动力来源。目前，充电时间相对较长是制约锂离子电池广泛应用的一个主要原因。然而，快速充电必然会导致大量的能量损耗。因此，如何在不增加充电时间的同时实现能量损耗最小化，成为目前研究的一个重点。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于最小能耗的锂电池充电方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于最小能耗的锂电池充电方法，包括以下步骤：

1)建立锂离子电池一阶RC等效电路模型；

2)对待充电锂电池进行测试，利用测试数据和遗传算法工具箱辨识得到电池参数；所述电池参数包括：开路电压E_m(SoC)、直流电阻R₀(SoC)、极化电阻R_p(SoC)和极化电容C_p(SoC)；

3)根据步骤1)建立的锂离子电池一阶RC等效电路模型以及步骤2)得到的电池参数，建立电池的损耗模型；

4)根据电池的损耗模型，在不增加充电时间的条件下，计算得到最优的充电电流曲线；

5)根据最优的充电电流曲线对电池进行充电。

按上述方案，所述步骤1)中的锂离子电池一阶RC等效电路模型表示为：

式中，U_batt为端电压；U_ocv为开路电压源；U_p为极化电压；C_p为极化电容；R_p为极化电阻；R₀为直流电阻；I为充电电流；

在充电过程中，电池的锂离子电池荷电状态SoC表示为：