[發明專利]電池快速充電方法及計算機設備

有效

• 申請號: 202011487364.9
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112615075B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 盧宇芳;李海力;李世超;韓雪冰;馮旭寧;褚政宇;盧蘭光;歐陽明高
• 申請（專利權）人: 清華大學;寧德時代新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H02J7/00
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 魏朋

1.一種電池快速充電方法，其特征在于，包括：

建立負極電位估算模型，并設置負極電位安全閾值；

以第一預設充電電流對電池恒流充電預設時間后，將所述第一預設充電電流調整至第二預設充電電流，所述第一預設充電電流小于所述第二預設充電電流；

以所述第二預設充電電流對所述電池恒流充電，在充電過程中，利用所述負極電位估算模型實時獲取所述電池的負極電位估計值；

當所述負極電位估計值下降至所述負極電位安全閾值時，實時調整所述第二預設充電電流，以確保所述負極電位估計值與所述負極電位安全閾值的差值在預設范圍內，并以調整后的電流對所述電池充電至截止電壓；

所述建立負極電位估算模型包括：

提供帶參比電極的三電極電池；

對所述三電極電池進行性能測試，從而獲得所述三電極電池的標稱容量和電壓特性參數，所述電壓特性參數包括正極電位、端電壓以及負極電位；

建立所述三電極電池的分極等效模型，所述分極等效模型包括正極參數和負極參數，以反映所述三電極電池的正極特性和負極特性；

利用所述標稱容量和所述電壓特性參數對所述正極參數和所述負極參數進行標定，以獲得負極電位估算模型。

2.如權利要求1所述的電池快速充電方法，其特征在于，所述對所述三電極電池進行性能測試包括對所述三電極電池在給定電流條件下的容量測試、給定電流條件下的電池開路電壓測試以及不同工況下的充放電測試。

3.如權利要求1所述的電池快速充電方法，其特征在于，所述分極等效模型為分極Rint模型，所述分極Rint模型是在電池Rint模型的基礎上將全電池的理想電壓源、總內阻基于正負極特性拆分為正極理想電壓源、負極理想電壓源、正極內阻和負極內阻得到的。

4.如權利要求1所述的電池快速充電方法，其特征在于，所述利用所述標稱容量和所述電壓特性參數對所述正極參數和所述負極參數進行標定包括：

獲取模型計算的正極電位和參比電極實測正極電位的均方根誤差，作為第一適應函數，通過優化算法擬合，以使得所述第一適應函數為最小為優化目標，得到標定后的正極參數；

獲取模型計算的負極電位和參比電極實測負極電位的均方根誤差，作為第二適應函數，通過優化算法擬合，以使得所述第二適應函數為最小為優化目標，得到標定后的負極參數。

5.如權利要求1所述的電池快速充電方法，其特征在于，所述利用所述負極電位估算模型實時獲取所述電池的負極電位估計值包括：

根據所述負極電位估算模型以及充電過程中的電流和端電壓，采用第一閉環算法對負極電位進行估計，以實時獲取所述電池在充電過程中模型觀測的負極電位估計值。

6.如權利要求5所述的電池快速充電方法，其特征在于，所述第一閉環算法包括卡爾曼濾波算法、PID算法或者龍貝格觀測器中的至少一種。

7.如權利要求1所述的電池快速充電方法，其特征在于，采用第二閉環算法調整所述第二預設充電電流，以確保所述負極電位估計值與所述負極電位安全閾值的差值在預設范圍內。

8.如權利要求7所述的電池快速充電方法，其特征在于，所述第二閉環算法包括PID算法或者模型預測控制算法中的至少一種。

9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至8中任一項所述的電池快速充電方法的步驟。