[發明專利]基于鋰表面濃度的基于模型的快速充電方法

有效

• 申請號: 201710368003.4
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107452997B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 科恩·約翰·弗雷德里克·隆農;亨德里克·約翰內斯·伯格維德
• 申請（專利權）人: 恩智浦有限公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

1.一種給電池充電的方法，其特征在于，包括：

在第一時間間隔確定待施用直到第二時間間隔的第一充電電流，如此以致所述第一充電電流給所述電池充電，使得在所述第二時間間隔的陽極Li離子表面濃度保持小于或等于所述陽極的最大Li離子表面濃度，以確定第一最大鋰離子表面濃度電流，其中第一充電電流是第一最大鋰離子表面濃度電流和第一時間間隔期間的最大允許充電電流中的較小者；將所述第一充電電流施用到所述電池；

在所述第二時間間隔確定待施用直到第三時間間隔的另一充電電流，如此以致所述另一充電電流給所述電池充電，使得在所述第三時間間隔的陽極Li離子表面濃度保持小于或等于所述陽極的所述最大Li離子表面濃度，以確定第二最大鋰離子表面濃度電流，其中另一個充電電流是第二最大鋰離子表面濃度電流和第二時間間隔期間的最大允許充電電流中的較小者；和

將所述另一個充電電流施用到所述電池。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，高于所述最大Li離子表面濃度的濃度是將發生Li鍍敷的濃度。

3.一種給電池充電的方法，其特征在于，包含：

基于電池中的不同位置處的Li離子濃度和當前充電電流而對所述電池的陽極表面處的Li離子的表面濃度建模；

確定在從第一時間時刻施用到第二時間時刻時的高達最大表面濃度電流在所述第二時間時刻導致高達最大表面濃度；以及

從所述第一時間時刻到所述第二時間時刻使用高達所述最大表面濃度電流而以施用電池電流給所述電池充電。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，包括確定所述最大表面濃度電流與最大允許充電電流之間的較小值以得到所述施用電池電流而以給定時間步給所述電池充電。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，濃度向量描述所述電池內部的不同位置處的Li離子的濃度。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，包括電池電壓被計算為所述濃度向量和所述施用電池電流的函數的模型部分。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述計算的電池電壓與所測量的電池電壓之間的觀測差來修改所述濃度向量。

8.一種電池充電系統，其特征在于，包括：

電池管理系統，被配置成從待充電的電池接收操作特性并且確定所述電池的充電狀態；

快速充電控制器，被配置成從所述電池管理系統接收所述充電狀態并且確定給所述電池充電的充電信息以防止老化影響；以及

電池充電器，被配置成從所述快速充電控制器接收充電信息并且使用所述充電信息給所述電池充電，其中所述快速充電控制器在第一時間間隔確定待施用直到第二時間間隔的所述充電信息，如此以致所述充電信息給所述電池充電，使得在所述第二時間間隔的陽極Li離子表面濃度保持小于或等于所述陽極的最大Li離子表面濃度，其中充電信息是最大鋰離子表面濃度電流和第一時間間隔期間的最大允許充電電流中的較小者。

9.根據權利要求8所述的電池充電系統，其特征在于，濃度向量描述所述電池內部的不同位置處的Li離子的濃度。

10.根據權利要求9所述的電池充電系統，其特征在于，包括電池電壓被計算為所述濃度向量和施用電池電流的函數的模型部分，基于所述計算的電池電壓與測量的電池電壓之間的觀測差來修改所述濃度向量。