[發明專利]鋰離子電池的充電方法

有效

• 申請號: 201710375164.6
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107171035B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 賀益君;姚成昊;王乾坤;沈佳妮;馬紫峰;趙政威
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海中聚佳華電池科技有限公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M10/48
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;羅朗

1.一種鋰離子電池的充電方法，其特征在于，所述充電方法包括以下步驟：

S₁、通過神經網絡建立鋰離子電池的等效電路模型；所述神經網絡的輸入參數包括電池溫度和不同電池溫度下的電池荷電狀態，輸出參數包括等效電路模型中的元件參數；

S₂、在等效電路模型的基礎上耦合電池自然對流的傳熱模型以建立初始電-熱耦合模型；

S₃、設計多組恒流充電方案，依據恒流充電方案對待測電池進行測試，獲得多組測試數據；所述多組測試數據用于擬合初始電-熱耦合模型得到目標電-熱耦合模型；擬合參數包括神經網絡中的輸入權重和傳熱模型中的熱容和對流換熱系數；

每組恒流充電方案包括充電時間和對應的電流值；每組測試數據包括待測電池測試過程中的端電壓、充電電流、電池溫度和環境溫度；

S₄、設計多組多階段充電方案，每組多階段充電方案包括充電階段數、各個充電階段的充電時間和對應的電流值；

將滿足多目標優化模型的約束條件的多階段充電方案依次輸入至目標電-熱耦合模型，獲得與每個多階段充電方案對應的結果數據；并基于多目標優化模型對結果數據執行迭代優化，從所述多組多階段充電方案中選取一組Pareto最優解作為待選充電方案；

每組結果數據包括充電總時間、充電前后的電池溫度差和充電過程中的能量損耗率；多目標優化模型的評估目標包括充電總時間、充電前后的電池溫度差和充電過程中的能量損耗率；

S₅、通過決策方法從所述待選充電方案中選擇目標充電方案。

2.如權利要求1所述的鋰離子電池的充電方法，其特征在于，所述等效電路模型為一階RC支路等效電路模型，所述一階RC支路等效電路模型中的元件包括直流電阻、極化電阻和極化電容；

所述極化電阻和所述極化電容組成并聯支路并與所述直流電阻串聯。

3.如權利要求2所述的鋰離子電池的充電方法，其特征在于，在步驟S₁中，元件參數包括直流電阻阻值、極化電阻阻值和極化電容的電容值。

4.如權利要求1所述的鋰離子電池的充電方法，其特征在于，在步驟S₁中，所述神經網絡為ELM神經網絡。

5.如權利要求1所述的鋰離子電池的充電方法，其特征在于，在步驟S₃中，基于Baron算法對初始電-熱耦合模型進行擬合。

6.如權利要求1所述的鋰離子電池的充電方法，其特征在于，在步驟S₄中，多目標優化模型的約束條件包括：

各個充電階段的電流值逐漸減小；

將待測電池充電至SOC大于第一預設值；

充電過程中待測電池的端電壓小于等于截止電壓；

充電過程中電池溫度小于等于第二預設值。

7.如權利要求1所述的鋰離子電池的充電方法，其特征在于，在步驟S₄之前，所述充電方法還包括：

基于多目標遺傳算法建立多目標優化模型。

8.如權利要求1所述的鋰離子電池的充電方法，其特征在于，步驟S₅包括：

通過基于TOPSIS算法及鋰離子電池的熵系數的決策方法從所述待選充電方案中選擇目標充電方案；

所述熵系數為電池的端電壓與電池溫度的比值。