一种锂电池的多目标优化充电控制方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池的多目标优化充电控制方法，该方法具体为：根据耦合电热模型描述锂电池特性，得到锂电池的耦合电热模型；基于锂电池的耦合电热模型，依据用户需求、能量损失和成本优化建立多目标优化的锂电池充电模型，并利用障碍函数法对模型进行求解，得到最优的锂电池充电控制方案。本发明专利技术综合考虑用户需求、减少能量损失和优化成本的充电目标，建立锂电池充电模型并求解，获得最优充电控制方案。通过考虑用户需求，可以根据用户要求自动调整充电电流的大小，即对于紧凑/充足的预设充电持续时间采用大/小充电电流，这样可以减少因盲目追求快速充电而造成的不必要的电池容量损失。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池的多目标优化充电控制方法
本专利技术涉及一种锂电池的多目标优化充电控制方法，属于锂电池充电

技术介绍
由于电动汽车具有零排放和高效率的优点，逐渐成为传统汽油和柴油汽车的理想替代品。作为电动汽车的动力设备，可充电锂离子电池在电动汽车应用中起着至关重要的作用。电池技术的最新发展表明，锂离子电池比其他电池具有明显的优势，例如更高的能量密度和电池电压，更长的使用寿命和更低的自放电率。然而，当锂离子电池过充、过放电、过电流等不当操作时，存在安全隐患，这限制了其广泛应用。因此，必须使用有效的电池管理系统来优化电池性能并增强其安全性。目前已提出的电池充电策略主要分为传统的和优化的。恒流-恒压方法是最常用的传统策略：电池在第一阶段以预先设定的恒定电流充电，当电池的端电压增加到指定值时，第二阶段以预定的恒定电压充电，当充电电流逐渐减小到足够小的值时，充电过程终止。另一种常用的传统充电方法是多级恒流方法，通过多级恒流对电池充电，当电池的端电压达到预设阈值时，充电模式将转移到下一个阶段。这些方法选择的充电参数取决于经验知识，而没有考虑电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池的多目标优化充电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，根据耦合电热模型描述锂电池特性，得到锂电池的耦合电热模型；/n步骤2，基于锂电池的耦合电热模型，依据用户需求、能量损失和成本优化建立多目标优化的锂电池充电模型，并利用障碍函数法对模型进行求解，得到最优的锂电池充电控制方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池的多目标优化充电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，根据耦合电热模型描述锂电池特性，得到锂电池的耦合电热模型；
步骤2，基于锂电池的耦合电热模型，依据用户需求、能量损失和成本优化建立多目标优化的锂电池充电模型，并利用障碍函数法对模型进行求解，得到最优的锂电池充电控制方案。


2.根据权利要求1所述锂电池的多目标优化充电控制方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程如下：
根据基尔霍夫电流和电压定律，描述锂电池的电动力学模型如下：



其中，SOC、Cn、IB和VB分别是电池的荷电状态、标称容量、充电电流和端电压，R1、R2分别是第一电阻、第二电阻，C1、C2分别是第一电容、第二电容，V1、V2分别是电容C1、C2两端的电压，VOC是电压源，R0是电阻器；
根据节能原理计算电池的核心温度Tc和表面温度Ts：



其中，Tamb是电池的环境温度，Rc和Ru分别是热传导和对流阻力；Cc和Cs分别是电池的内部和表面热容量，Q是热量，其计算公式为：
Q＝IB(V1+V2+R0IB)(3)
定义电池的温度Ta为：



使用欧拉方法离散化公式(1)-(4)，并在每个采样周期T内保持充电电流恒定，定义状态向量输出向量以及输入分别是一维，三维，五维向量，具体为：



则锂电池的耦合电热模型表示为：



其中，k+1、k分别表示第k+1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴兆香，欧阳权，徐国团，王志胜，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32