[發明專利]一種多目標優化控制的鋰電池組充電方法

有效

• 申請號: 201710939521.7
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107834620B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 陳劍;歐陽權;鄭劍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種多目標優化控制的鋰電池組充電方法，其特征在于，包括：

針對串聯電池組進行多目標優化控制，確定最優充電電流表，根據最優充電電流表在線調節充電電流，具體過程為：

步驟1)以內阻等效模型作為單體電池模型，將串聯電池組的模型等效為n個單體電池模型的串聯，從而建立串聯電池組模型，n表示電池組中單體電池的數量；

步驟2)設定充電目標，充電目標包括預計充電時間和預設充電SOC，并且建立預設充電SOC、電池溫度和電池均衡的三個子目標的目標函數，由三個子目標的目標函數構成最終目標函數，并設定約束條件；

步驟3)：由步驟2)獲得的最終目標函數及其約束條件作為一個帶約束的非線性優化問題，運用梯度下降法求解，得到問題在預計充電時間下各時刻的最優充電電流表；

步驟4)：在充電過程中，實時檢測串聯電池組中各單體電池的端電壓，如果端電壓超過最高電池開路電壓閾值，則將此單體電池在最優充電電流表中的預設充電電流調小5％，進而控制；

所述步驟2)中，最終目標函數表達式為：

其中，N表示充電周期數，SOC_s(N)表示用戶設定的SOC，SOC(N)表示在N時刻各單體電池實際的SOC列向量，I(k)表示各單體電池的充電電流列向量，SOC(k)表示在k時刻各單體電池的SOC列向量，表示在k時刻各單體電池的SOC平均值，T表示矩陣的轉置，λ₁、λ₂和λ₃分別表示預設充電SOC、電池溫度和電池均衡的權重系數；

充電過程滿足以下約束條件，包括：

(1)在k時刻電池組中串聯電池的SOC列向量SOC(k)滿足：

SOC(k)≤SOC_u

其中，SOC(k)和SOC_u都是長度為n的列向量，SOC_u表示電池組SOC的上界值；

(2)在k時刻電池組中各單體電池的充電電流列向量I(k)滿足：

I(k)≤I_M

其中，I(k)和I_M都是長度為n的列向量，I_M表示電池組各單體電池充電電流的上界值；

(3)在k時刻電池組中各單體電池的端電壓列向量U(k)滿足：

U(k)≤U_M

其中，U(k)和U_M都是長度為n的列向量，U_M表示電池組各單體電池端電壓的上界值。

2.根據權利要求1所述的一種多目標優化控制的鋰電池組充電方法，其特征在于：所述k時刻取值為k＝1-N，充電周期數N采用以下公式定義：

T₀＝Nt

其中，T₀表示預計充電時間，t表示預設充電系統工作周期，N表示充電周期數。