[发明专利]基于降阶电化学老化模型的锂电池脉冲充电方法及系统

权利要求书

1.一种基于降阶电化学老化模型的锂电池脉冲充电方法，其特征在于，包括：

计算步骤：采用降阶电化学模型对电池内部的负极液相锂离子浓度、副反应电流密度进行实时计算，得到对应的状态量值；

充电步骤：采用恒流恒压方式对电池进行充电，将所述状态量值与预定的下限边界值进行比较，如果负极液相锂离子浓度或副反应电流密度的状态量值达到下限边界值，则停止为电池充电，直至电池内部的状态量值恢复至预定的范围后继续采用恒流恒压方式对电池进行充电；

停止步骤：反复执行所述充电步骤，直至电池充满。

2.根据权利要求1所述的基于降阶电化学老化模型的锂电池脉冲充电方法，其特征在于，所述恒流恒压方式包括采用所述电池的最大充电倍率进行恒流恒压充电。

3.根据权利要求1所述的基于降阶电化学老化模型的锂电池脉冲充电方法，其特征在于，所述停止为电池充电包括停止预设时间。

4.根据权利要求1所述的基于降阶电化学老化模型的锂电池脉冲充电方法，其特征在于，所述降阶电化学模型包括方程：

r表示锂离子在球形粒子中球坐标系下的径向维度，r∈(0,R_s)，s表示锂电池固相，x表示锂电池水平方向维度，t表示时间，c_s(r,x,t)表示锂离子在固相电极球形粒子中的离子浓度，D_s表示锂离子在固相电极球形粒子中的扩散系数；

做Laplace变换得到方程在S域中的表述：

引入边界条件求解得到关于固相离子浓度与电流密度的传递函数：

j^Li表示锂离子电流密度，F为法拉第常数，Rs为锂离子固相球体半径，s为域，的通过帕德近似，以多项式逼近原超越函数，实现模型降阶，结果如下：

5.根据权利要求1所述的基于降阶电化学老化模型的锂电池脉冲充电方法，其特征在于，负极液相锂离子浓度或副反应电流密度的状态量值的获取方式包括：

在恒温箱内对相同型号锂离子电池进行多次不同倍率下的充放电实验，将不同倍率下的充电电流导入到降阶电化学老化模型当中，得到负极液相锂离子浓度、副反应电流密度随时间和充电倍率的变化关系，并取1.5倍率下，初始液相锂离子浓度和40％SOC处的副反应电流密度分别为状态量的下限值。

6.一种基于降阶电化学老化模型的锂电池脉冲充电系统，其特征在于，包括：

计算模块：采用降阶电化学模型对电池内部的负极液相锂离子浓度、副反应电流密度进行实时计算，得到对应的状态量值；

充电模块：采用恒流恒压方式对电池进行充电，将所述状态量值与预定的下限边界值进行比较，如果负极液相锂离子浓度或副反应电流密度的状态量值达到下限边界值，则停止为电池充电，直至电池内部的状态量值恢复至预定的范围后继续采用恒流恒压方式对电池进行充电；

停止模块：反复执行所述充电步骤，直至电池充满。

7.根据权利要求6所述的基于降阶电化学老化模型的锂电池脉冲充电系统，其特征在于，所述恒流恒压方式包括采用所述电池的最大充电倍率进行恒流恒压充电。

8.根据权利要求6所述的基于降阶电化学老化模型的锂电池脉冲充电系统，其特征在于，所述停止为电池充电包括停止预设时间。