[發(fā)明專利]一種基于開閉環(huán)迭代學(xué)習(xí)算法的鋰離子電池循環(huán)充電方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210860729.0
• 申請(qǐng)日: 2022-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN115313544A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬凱;魏曉慧;彭偉超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 惠州學(xué)院
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 鄧聰權(quán)

本發(fā)明涉及鋰離子電池循環(huán)使用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于開閉環(huán)迭代學(xué)習(xí)算法的鋰離子電池循環(huán)充電方法，該開閉環(huán)學(xué)習(xí)控制算法能夠在精確跟蹤控制的基礎(chǔ)上減少迭代次數(shù)，有效節(jié)省能源消耗，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。開閉環(huán)迭代學(xué)習(xí)控制算法的具體思想是同時(shí)利用鋰離子電池在上次迭代過程產(chǎn)生的誤差與本次迭代過程中產(chǎn)生的誤差，在降低跟蹤誤差的前提下加快收斂速度，從而使其能夠快速地完成軌跡跟蹤任務(wù)，同時(shí)也避免了不必要的能源消耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池循環(huán)使用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于開閉環(huán)迭代學(xué)習(xí)算法的鋰離子電池循環(huán)充電方法。

背景技術(shù)

兼具高能量密度和高耐久性的鋰離子電池，是當(dāng)前在消費(fèi)電子、航天軍工等領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的可充電電池之一。在鋰離子電池循環(huán)充放電過程中，必須確保其工作在安全可靠的狀態(tài)，工作電壓和環(huán)境溫度是其最為關(guān)鍵的兩大因素。傳統(tǒng)的鋰離子電池充電方法大多數(shù)采用恒流恒壓充電策略，但是基于時(shí)間域信息的主流控制算法無法完成精確跟蹤控制，而且在實(shí)際應(yīng)用中存在傳統(tǒng)控制算法無法有效處理外部干擾。

鋰離子電池循環(huán)充電過程是在相對(duì)固定時(shí)間內(nèi)通過重復(fù)地充電使得電壓達(dá)到理想?yún)⒖茧妷海怯捎诔潆娺^程中元器件參數(shù)受到外界溫度和能量耗散等因素影響，使得鋰離子電池的電壓很難達(dá)到理想?yún)⒖茧妷骸榱私鉀Q上述問題，可通過引入迭代學(xué)習(xí)控制算法，該算法不需要精確的鋰離子電池模型參數(shù)，而且具備消除外部干擾的能力。但是在迭代學(xué)習(xí)控制過程中，達(dá)到誤差收斂時(shí)所需的迭代次數(shù)越多，消耗的時(shí)間也越多，而大多數(shù)迭代學(xué)習(xí)控制算法需要經(jīng)過一定的迭代次數(shù)后才能使系統(tǒng)輸出達(dá)到要求，過多的迭代次數(shù)將使得該算法難以應(yīng)用于需要快速完成軌跡跟蹤任務(wù)的場合，且由于學(xué)習(xí)過程過長，也會(huì)造成能源浪費(fèi)。

因此，一種基于開閉環(huán)迭代學(xué)習(xí)算法的鋰離子電池循環(huán)充電方法應(yīng)運(yùn)而生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容在于提供一種基于開閉環(huán)迭代學(xué)習(xí)算法的鋰離子電池循環(huán)充電方法，主要解決了現(xiàn)有鋰離子電池循環(huán)充電過程中采用迭代學(xué)習(xí)控制算法達(dá)到理想?yún)⒖茧妷海切枰?jīng)過一定的迭代次數(shù)后才能使系統(tǒng)輸出達(dá)到要求，過多的迭代次數(shù)將使得該算法難以應(yīng)用于需要快速完成軌跡跟蹤任務(wù)的場合，且由于學(xué)習(xí)過程過長，也會(huì)造成能源浪費(fèi)的問題。

本發(fā)明提出了一種基于開閉環(huán)迭代學(xué)習(xí)算法的鋰離子電池循環(huán)充電方法，包括采樣模塊，以及與所述采樣模塊電性連接的迭代學(xué)習(xí)模塊；所述采樣模塊接入鋰離子電池循環(huán)充電模型；

所述采樣模塊，用于設(shè)定采樣周期；還用于對(duì)預(yù)設(shè)輸出軌跡以及初始控制輸入分別進(jìn)行采樣；

所述迭代學(xué)習(xí)模塊，用于計(jì)算得出實(shí)際控制輸出，并獲得實(shí)際輸出電壓y_k(t)以及采樣輸出序列還用于根據(jù)采樣輸出序列以及所述預(yù)設(shè)輸出軌跡的序列計(jì)算得出采樣誤差序列還用于根據(jù)預(yù)設(shè)收斂條件，計(jì)算迭代學(xué)習(xí)控制增益；還用于根據(jù)所述采樣誤差序列迭代學(xué)習(xí)控制增益，計(jì)算下一迭代所需的控制輸入；還用于將計(jì)算得出的下一迭代所需控制輸入計(jì)算得出實(shí)際輸出電壓y_k(t)以及采樣輸出序列并循環(huán)計(jì)算直至接近所述預(yù)設(shè)輸出軌跡。

優(yōu)選地，所述采樣周期定位T_S；

其中，采樣的離散序列對(duì)應(yīng)的離散時(shí)間序列

優(yōu)選地，還用于對(duì)預(yù)設(shè)輸出軌跡以及初始控制輸入分別進(jìn)行采樣，具體為，

設(shè)定預(yù)設(shè)輸出軌跡為y_d(t)；

對(duì)所述預(yù)設(shè)輸出軌跡y_d(t)采樣得到預(yù)設(shè)輸出序列y_d(n·T_S)，且并定義為

設(shè)定初始輸入信號(hào)為u₀(t)，且，

優(yōu)選地，所述迭代學(xué)習(xí)模塊，用于計(jì)算得出實(shí)際控制輸入，并獲得實(shí)際輸出電壓y_k(t)以及采樣輸出序列具體為，