一种基于电池最高温度的充电电流控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电池最高温度的充电电流控制方法及系统，该方法包括下述步骤：获取电池最高温度；构建电池安全模型，根据电池实时的

【技术实现步骤摘要】
一种基于电池最高温度的充电电流控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电池充电控制
，具体涉及一种基于电池最高温度的充电电流控制方法及系统
。

技术介绍

[0002]在新能源汽车中，直流充电是最重要的一种功能，直流充电是将电动汽车连接到直流电网，使用带控制导引的直流供电设备进行充电；目前在直流充电过程中是通过获取充电电流，并结合电池充电温度阈值对充电电流进行调控，现有的获取充电电流的方式是通过单体电压和电池温度二维查表来获取充电电流，进而实现充电电流的跳转和控制，但该方法是通过人工标定的方式获得充电电流，会使得充电过程中的电流跳转过于机械化；电池在快充过程中发热量较大，还结合电池充电温度阈值对充电电流进行调控，现有方法中采用预设的某一特定温度值作为电池充电温度阈值，当电池温度达到电池充电温度阈值后充电电流立即下降；现有的充电电流调控方法无法适应不同的热管理系统和不同的环境温度，导致在不同的电池包和环境温度下，充电路径变化很大，充电效率变化也很大；并且在室外温度较高或热管理性能不佳时，当电池温度达到电池充电温度阈值时充电电流立即下降，电池充电电流会频繁发生跳变，会导致充电时间较长，充电输出不稳定；另外，电池温度长时间处于安全边界附近充电，也会影响电池寿命
。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本专利技术提供一种基于电池最高温度的充电电流控制方法及系统，本专利技术通过构建电池安全模型，根据电池实时的
SOC
计算电池安全工作的上限温度，准确地调控电池在不同
SOC
下的安全使用温度边界，计算当前时刻的电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值，根据差值计算实时控制电流，根据边界电流和实时控制电流获得最终电池充电的控制电流的大小，使电池温度在较为安全的温度范围内进行直流充电，同时保证电池的安全性和充电的快速性
。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种基于电池最高温度的充电电流控制方法，包括下述步骤：获取电池最高温度；构建电池安全模型，根据电池实时的
SOC
计算电池安全工作的上限温度；计算当前时刻的电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值；根据所述差值计算实时控制电流；获取电池在当前
SOC
和温度下的边界电流；根据边界电流和实时控制电流获得最终电池充电的控制电流
。
[0005]作为优选的技术方案，所述构建电池安全模型，根据电池实时的
SOC
计算电池安全工作的上限温度，具体步骤包括：
根据多组电池的热失控数据，获取热失控时的温度与热失控时电池
SOC
之间的相关关系，根据所述相关关系及电池实时
SOC
计算得到电池安全工作的上限温度
。
[0006]作为优选的技术方案，所述获取热失控时的温度与热失控时电池
SOC
之间的相关关系，具体步骤包括：在不同的电池
SOC
条件下获取电池发生热失控的温度数据，代入公式：，拟合得到参数和参数；根据慢充电池安全使用温度经验预设参数
c
；根据电池实时的
SOC
计算电池安全工作的上限温度，具体表示为：；其中，表示电池发生热失控的温度，单位
℃
，表示电池的荷电状态，表示电池安全工作的上限温度，单位
℃。
[0007]作为优选的技术方案，所述根据所述差值计算实时控制电流，具体步骤包括：根据所述差值，基于普通
PID
算法计算得到实时控制电流，表示为：；其中，表示当前时刻
t
的实时控制电流值，表示上一时刻的电流值，表示当前时刻
t
的电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值，表示上一时刻电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值，表示设定的比例系数，表示设定的积分系数，表示设定的微分系数，表示单位步长；或基于模糊自适应
PID
算法计算得到实时控制电流，表示为：；其中，表示当前时刻
t
的实时控制电流值，表示上一时刻的电流值，表示当前时刻
t
的电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值，表示上一时刻电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值，表示实时更新的比例系数，表示实时更新的积分系数，表示实时更新的微分系数，表示单位步长
。
[0008]作为优选的技术方案，所述获取电池在当前
SOC
和温度下的边界电流，具体步骤包括：根据电芯三电极测试方法，基于参比电极电位获取电池在当前
SOC
和温度下的边界电流
。
[0009]作为优选的技术方案，所述根据边界电流和实时控制电流获得最终电池充电的控制电流，具体步骤包括：当边界电流和实时控制电流相等时，选取边界电流或实时控制电流作为最终电池充电的控制电流；当边界电流和实时控制电流不相等时，对边界电流和实时控制电流进行取小，获得最终电池充电的控制电流
。
[0010]本专利技术提供一种基于电池最高温度的充电电流控制系统，包括：电池最高温度获取模块
、
上限温度计算模块
、
温度差值计算模块
、
控制器
、
边界电流获取模块
、
电流控制模块；
所述电池最高温度获取模块用于获取电池最高温度；所述上限温度计算模块用于构建电池安全模型，根据电池实时的
SOC
计算电池安全工作的上限温度；所述温度差值计算模块用于计算当前时刻的电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值；所述控制器用于根据所述差值计算实时控制电流；所述边界电流获取模块用于获取电池在当前
SOC
和温度下的边界电流；所述电流控制模块用于根据边界电流和实时控制电流获得最终电池充电的控制电流
。
[0011]作为优选的技术方案，所述上限温度计算模块用于构建电池安全模型，根据电池实时的
SOC
计算电池安全工作的上限温度，具体包括：根据多组电池的热失控数据，获取热失控时的温度与热失控时电池
SOC
之间的相关关系，根据所述相关关系及电池实时
SOC
计算得到电池安全工作的上限温度
。
[0012]作为优选的技术方案，所述获取热失控时的温度与热失控时电池
SOC
之间的相关关系，具体包括：在不同的电池
SOC
条件下获取电池发生热失控的温度数据，代入公式：，拟合得到参数和参数；根据慢充电池安全使用温度经验预设参数
c
；根据电池实时的
SOC
计算电池安全工作的上限温度，具体表示为：；其中，表示电池发生热失控的温度，单位
℃
，表示电池的荷电状态，表示电池安全工作的上限温度，单位
℃。
[0013]作为优选的技术方案，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于电池最高温度的充电电流控制方法，其特征在于，包括下述步骤：获取电池最高温度；构建电池安全模型，根据电池实时的
SOC
计算电池安全工作的上限温度；计算当前时刻的电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值；根据所述差值计算实时控制电流；获取电池在当前
SOC
和温度下的边界电流；根据边界电流和实时控制电流获得最终电池充电的控制电流
。2.
根据权利要求1所述的基于电池最高温度的充电电流控制方法，其特征在于，所述构建电池安全模型，根据电池实时的
SOC
计算电池安全工作的上限温度，具体步骤包括：根据多组电池的热失控数据，获取热失控时的温度与热失控时电池
SOC
之间的相关关系，根据所述相关关系及电池实时
SOC
计算得到电池安全工作的上限温度
。3.
根据权利要求2所述的基于电池最高温度的充电电流控制方法，其特征在于，所述获取热失控时的温度与热失控时电池
SOC
之间的相关关系，具体步骤包括：在不同的电池
SOC
条件下获取电池发生热失控的温度数据，代入公式： ，拟合得到参数和参数；根据慢充电池安全使用温度经验预设参数
c
；根据电池实时的
SOC
计算电池安全工作的上限温度，具体表示为：；其中，表示电池发生热失控的温度，单位
℃
，表示电池的荷电状态，表示电池安全工作的上限温度，单位
℃。4.
根据权利要求1所述的基于电池最高温度的充电电流控制方法，其特征在于，所述根据所述差值计算实时控制电流，具体步骤包括：根据所述差值，基于普通
PID
算法计算得到实时控制电流，表示为：；其中，表示当前时刻
t
的实时控制电流值，表示上一时刻的电流值，表示当前时刻
t
的电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值，表示上一时刻电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值，表示设定的比例系数，表示设定的积分系数，表示设定的微分系数，表示单位步长；或基于模糊自适应
PID
算法计算得到实时控制电流，表示为：；其中，表示当前时刻
t
的实时控制电流值，表示上一时刻的电流值，表示当前时刻
t
的电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值，表示上一时刻电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值，表示实时更新的比例系数，表示实时更新的积分系数，表示实时更新的微分系数，表示单位步长
。5.
根据权利要求1所述的基于电池最高温度的充电电流控制方法，其特征在于，所述获取电池在当前
SOC
和温度下的边界电流，具体步骤包括：根据电芯三电极测试方法，基于参比电极电位获取电池在当前
SOC
和温度下的边界电
流
。6.
根据权利要求1所述的基于电池最高温度的充电电流控制方法，其特征在于，所述根据边界电流和实时控制电流获得最终电池充电的控制电流，具体步骤包括：当边界电流和实时控制电流相等时，选取边界电流或实时控制电流作为最终电池充电的控制电流；当边界电流和实时控制电流不相等时，对边界电流和实时控制电流进行取小，获得最终电池充电的控制电流
。7.
一种基于电池最高温度的充电电流控制系统，其特征在于，包括：电池最高温度获取模块
、
上限温度计算模块
、
温度差值计算模块
、
控制器
、
边界电流获取模块
、
电流控制模块；所述电池最高温度获取模块用于获取电池最高温度；所述上限温度计算模块用于构建电池安全模型，根据电池实时的
SOC
计算电池安全工作的上限温度；所述温度差值计算模块用于计算当前时刻的电池安全工作的上限温度与电池最高温度的差值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅崑，王卓，陈沿成，覃升，黎晓然，陈娟，
申请(专利权)人：广州巨湾技研有限公司，
类型：发明
国别省市：