[发明专利]一种基于最小析锂过电势的电池模组充电方法

权利要求书

1.一种基于最小析锂过电势的电池模组充电方法，其特征是包括以下步骤：

基于一个已经标定完全的模组模型，该模型需要能够描述锂离子电池单体的副反应；锂离子电池单体的副反应为SEI膜的生长以及析锂；

在充电开始时，将总电流输入模组模型，在输入充电电流时，对所有电池单体的电析锂过电位进行持续监测，确定模组中最小值的计算模块；

将最小值的计算模块放置在过电位的电池单体输出端；

在计算了最小值之后，将最小析锂过电势与危险阈值作差，然后将结果输入控制器中；

通过控制器的输出调整充电电流，实现了充电电流的闭环优化，最终得到模组无析锂的最佳充电曲线。

2.根据权利要求1所述的基于最小析锂过电势的电池模组充电方法，其特征是：电池模组的模型是由多个电池单体通过串并联的方式成组，每一个电池单体均为描述副反应的电化学-热耦合模型，电池连接处均有连接内阻，对电池模组给出一个总输入和输出，观察不同电池单体的经过的电流及相应的析锂过电势。

3.根据权利要求1所述的基于最小析锂过电势的电池模组充电方法，其特征是：析锂的电流密度与析锂过电势的计算公式如下：

公式中，J_lpl代表析锂反应的电流密度，i_0,lpl代表析锂副反应的参考电流密度，代表负极颗粒比表面积，F代表法拉第常数，R代表理想气体常数，T代表温度，η_lpl代表析锂过电势，Φ_s代表固相电势，Φ_e代表液相电势，U_lpl代表锂金属的平衡电位，J代表总反应的电流密度，R_film代表膜电阻；

其中，当析锂过电势低于危险阈值时，认为电池发生析锂副反应，因析锂导致的不可逆容量损失可以由电流积分得到。

4.根据权利要求1所述的基于最小析锂过电势的电池模组充电方法，其特征是：模组电路的构型不限，需要事先对于电池单体的电-热特性进行完整标定。

5.根据权利要求1所述的基于最小析锂过电势的电池模组充电方法，其特征是：控制器的输出对充电电流的调整方法是：控制器采用比例微分控制方法，控制器参数根据实际情况进行调整，控制器输入为最小析锂过电势与危险阈值的差，控制器输出量为正值，将其直接反馈至总电流输入中，直至达到稳态。

6.根据权利要求3所述的基于最小析锂过电势的电池模组充电方法，其特征是：析锂过电势低于危险阈值为0V。

7.根据权利要求4所述的基于最小析锂过电势的电池模组充电方法，其特征是：标定完全的模组模型的方法是：调整部分模型参数，仿真试验所用工况，直至模型仿真的电流电压表现与实际试验测量得到的电流电压表现一致，认为模组标定完全。

8.根据权利要求4所述的基于最小析锂过电势的电池模组充电方法，其特征是：电池单体的电-热特性进行标定的方法是：将模型参数输入至单体模型，选取2-3个可用倍率对电池单体进行恒流充放电试验，记录其电压与温度变化曲线，在单体模型中输入试验所用的电流条件，调整部分参数，直至模型仿真的电流电压表现与实际试验测量得到的电流电压表现一致，认为电池单体电-热特性标定完全。

9.根据权利要求7或8所述的基于最小析锂过电势的电池模组充电方法，其特征是：模型参数包括电芯单体的几何参数、电特性参数、电化学参数。