[發明專利]鋰電池充電電流的預測方法、預測系統及一種充電裝置

有效

• 申請號: 201710850730.4
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107831441B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 吳曉剛;石文文;楊光儀
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01R31/388
• 分類號: G01R31/388;G01R31/389;H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

1.一種鋰電池充電電流的預測方法，其特征在于，所述預測方法包括：

以電池容量衰減量最小和充電時間最短為目標，構造充電目標函數；

獲取第k個充電周期電池的實測本體溫度和所述第k個充電周期電池服役環境的實測環境溫度；

根據所述實測本體溫度和所述實測環境溫度，預測第k+1個充電周期到第k+p個充電周期之間各充電周期內電池的預測本體溫度，其中，p表示模型預測控制方法的預測步長；

根據所述充電目標函數和各個所述預測本體溫度，采用模型預測控制方法預測使所述充電目標函數最小的第k+1個充電周期的最優充電電流；具體包括：

根據第k個充電周期的電池荷電狀態確定最大充電電流；

獲取所述第k+1個充電周期到所述第k+p個充電周期之間每個充電周期的充電電流的預設個數n_k+i，1≤i≤p；

根據所述最大充電電流和所述預設個數n_k+i，確定每個充電周期內的各個預設充電電流；

根據各所述充電周期內的各個所述預設充電電流生成n_k+1×n_k+2×…×n_k+p個不同的充電電流序列；

根據所述充電目標函數、各個所述預測本體溫度和各個所述充電電流序列，確定最優充電序列，所述最優充電序列為使所述充電目標函數的函數值最小的充電電流序列，所述最優充電序列中的第一個元素為第k+1個充電周期的最優充電電流。

2.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，所述以電池容量衰減量最小和充電時間最短為目標，構造充電目標函數，具體包括：

根據電池容量衰減機理模型：確定以電池容量衰減量最小為目標的第一目標函數，所述第一目標函數為：其中，f₁表示第一目標函數，Q_loss表示電池容量衰減量，B表示指數前系數，e表示自然常數，E表示活化能，a表示電池倍率修正參數，C_{_Rate}表示電池充放電電流倍率的絕對值，R表示理想氣體常數，T表示電池的開氏溫度，A_h表示進出電池的安時數，z表示冪次定律參數，I_k表示第k個充電周期的充電電流，T_k表示第k個充電周期電池的開氏溫度，N表示充電周期總數，Q_loss,k表示第k個充電周期的電池容量衰減量，Q_loss,0＝0；

根據電池充電過程中，電池荷電狀態變化機理模型：確定以充電時間最短為目標的第二目標函數，所述第二目標函數為：其中，f₂表示第二目標函數，SOC(k)表示第k個充電周期的電池荷電狀態，Cap表示電池的額定容量，I_j表示第j個充電周期的充電電流；

根據所述第一目標函數和所述第二目標函數，確定所述充電目標函數，所述充電目標函數為：

其中，f_k表示第k個充電周期的充電目標函數，a表示補償因子，K＝1，2，……，N。