[發(fā)明專利]鋰電池充電電流的預測方法、預測系統(tǒng)及一種充電裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710850730.4 | 申請日： | 2017-09-20 |
| 公開（公告）號： | CN107831441B | 公開（公告）日： | 2019-11-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 吳曉剛;石文文;楊光儀 | 申請（專利權(quán)）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 |
| 地址： | 150000 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鋰電池 充電 電流 預測 方法 系統(tǒng) 一種 裝置 | ||
本發(fā)明公開一種鋰電池充電電流的預測方法、預測系統(tǒng)及一種充電裝置，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(gòu)造充電目標函數(shù)；獲取第k個充電周期的電池實測本體溫度和電池服役環(huán)境的實測環(huán)境溫度；根據(jù)實測本體溫度和實測環(huán)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(nèi)電池的預測本體溫度，p表示模型預測控制方法的預測步長；根據(jù)充電目標函數(shù)和各個預測本體溫度，采用模型預測控制方法預測使充電目標函數(shù)最小的第k+1個充電周期的最優(yōu)充電電流。采用本發(fā)明預測的最優(yōu)充電電流對鋰電池進行充電，能夠縮短充電時間，提高充電速度，而且還能降低電池容量衰減量，從而延長電池的使用壽命。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電池充電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰電池充電電流的預測方法、預測系統(tǒng)及一種充電裝置。
背景技術(shù)
一年四季中，環(huán)境溫度變化比較明顯，且不同地域的環(huán)境溫度差異較大，環(huán)境溫度的變化會引起電池溫度的變化，而電池在不同溫度下的衰老速度是不同的。現(xiàn)有的鋰電池充電方法廣泛采用的是恒流恒壓充電方法，沒有考慮電池溫度和充電倍率對電池壽命的影響。若充電電流小，則充電時間長，充電速度慢，若想提高充電速度，就需要增大充電電流，大電流充電將導致電池的極化電壓過大，引起電池的溫度升高，電池容量衰減量增大，電池的衰老速度加快，縮短電池的使用壽命較。
因此，如何優(yōu)化鋰電池的充電電流，同時達到提高充電速度、延長電池使用壽命的目的，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋰電池充電電流的預測方法、預測系統(tǒng)及一種充電裝置，優(yōu)化鋰電池的充電電流，同時達到提高充電速度、延長電池使用壽命的目的。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
一種鋰電池充電電流的預測方法，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(gòu)造充電目標函數(shù)；
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(huán)境的實測環(huán)境溫度；
根據(jù)所述實測本體溫度和所述實測環(huán)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(nèi)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(jù)所述充電目標函數(shù)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(shù)最小的第k+1個充電周期的最優(yōu)充電電流。
可選的，所述以電池容量衰減量最小和充電時間最短為目標，構(gòu)造充電目標函數(shù)，具體包括：
根據(jù)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(shù)，所述第一目標函數(shù)為：其中，f1表示第一目標函數(shù)，Qloss表示電池容量衰減量，B表示指數(shù)前系數(shù)，e表示自然常數(shù)，E表示活化能，a表示電池倍率修正參數(shù)，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(shù)，T表示電池的開氏溫度，Ah表示進出電池的安時數(shù)，z表示冪次定律參數(shù)，Ik表示第k個充電周期的充電電流，Tk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(shù)，Qloss,k表示第k個充電周期的電池容量衰減量，Qloss,0＝0；
根據(jù)電池充電過程中，電池荷電狀態(tài)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(shù)，所述第二目標函數(shù)為：其中，f2表示第二目標函數(shù)，SOC(k)表示第k個充電周期的電池荷電狀態(tài)，Cap表示電池的額定容量，Ij表示第j個充電周期的充電電流；
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