一种低温环境电池加热协同充电方法技术

本发明专利技术提供一种低温环境电池加热协同充电方法，包括：S1.建立电池电热耦合模型，开展电池测试，辨识模型参数，建立参数

【技术实现步骤摘要】
一种低温环境电池加热协同充电方法


[0001]本专利技术涉及电池低温充电
，特别是涉及一种低温环境电池加热协同充电方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命等优势，是目前最常用的电动汽车动力源。然而，在低温环境下，由于锂离子电池存在电荷转移阻抗增大、电解液电导率降低，以及离子扩散缓慢等问题，对电池充电极易诱发内短路、析锂等现象，严重降低锂离子电池的耐久性与安全性，甚至可能导致热失控等危险的发生。因此，改善锂离子电池低温充电性能，对于电动车辆在高寒地区的进一步发展尤为重要。
[0003]单一优化充电过程虽然在一定程度上能够改善锂离子电池的低温充电性能，但是难以克服电池在低温环境下活性低的问题。相比而言，将电池先预热至一经验温度阈值再充电的策略，是目前更为常用的锂离子电池低温充电解决方案。然而，该类方法将加热和充电解耦为两个独立的任务，对于二者的耦合效应考虑较少。但实际上，一方面，加热方法和相关参数会受到锂离子电池SoC的影响，而SoC又是由充电行为决定的；另一方面，不仅充电功率限制高度依赖于温度，充电过程中还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温环境电池加热协同充电方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.建立电池电热耦合模型，开展不同温度下的电池测试，辨识模型参数，建立参数
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温度
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SoC的映射关系；S2.确定电池加热/充电操作模式和电流值为两个控制变量，基于优化目标和电池模型参数的多维映射关系，设置优化算法的变量空间；S3.定义变量约束条件、成本函数和目标函数，搭建自适应切换操作模式和电流值的优化算法框架；S4.采集电池管理系统反馈的电池状态参数，初始化算法，生成预期时长的协同加热充电策略；S5.根据预期控制目标，优选当前电池状态下，S4中满足实际需求的最佳协同加热充电控制策略。2.根据权利要求1所述的一种低温环境电池加热协同充电方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：S101.考虑模型精度和计算复杂度，建立电池电热耦合模型；S102.对电池进行不同温度下的基本性能测试，根据测试所得数据建立模型参数
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温度
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SoC的三维映射关系。3.根据权利要求2所述的一种低温环境电池加热协同充电方法，其特征在于，步骤S101中所述的电池电热耦合模型，其中产热率q计算方法如下：若通过电池的电流为直流，则电池的产热率为：q
dc
＝I
dc2
·
|Z|式中，I
dc
为直流电流，以放电方向为正；|Z|为阻抗模组，计算方法如下：式中，Z
re
和Z
im
分别为电池阻抗的实部和虚部；若通过电池的电流为交流，形如：式中，I
ac
为交流幅值，f为交流频率，为交流相位角，则电池的产热率为：4.根据权利要求2所述的一种低温环境电池加热协同充电方法，其特征在于，步骤S102中所述的电池基本性能测试，包括容量标定测试、间歇性放电
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静置测试、混合动力脉冲能力特性测试、电化学阻抗谱测试、比热容测试；参数计算方法，包括但不限于批量最小二乘法、遗传算法或粒子群算法。5.根据权利要求1所述的一种低温环境电池加热协同充电方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下子步骤：S201.基于S1中建立的电池模型，根据需求定义优化目标；S202.确定操作模式和电流值为电池协同加热充电过程中的关键控制变量，组成控制
向量空间U，具体地，设置电流值为控制变量u1，操作模式为控制变量u2；S203.考虑影响电池模型参数的多维映射关系，确定电池协同加热充电过程中的关键状态变量，作为状态向量空间X的组成变量，选取荷电状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏中宝，徐昕，徐科，赵越，何洪文，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：