[发明专利]一种电池充电电流选择方法

说明书

一种电池充电电流选择方法，依据动力电池系统性能测试实验数据，建立包括充电倍率效率、充电荷电效率、充电能量效率、充电时间效率与充电电流的关系数据库，然后利用主成分分析法进行充电倍率寻优，最后根据电池充电多状态约束条件进行优化充电决策选择。该方法能够实现快速、安全、高效地充电目的。

技术领域

本发明涉及一种电池充电电流选择方法。

背景技术

动力电池是电动汽车的核心部件，其特性决定着电动汽车的性能，而电动汽车的电能补给时间远大于传统燃油车的燃料补给时间，成为限制电动汽车发展的关键因素之一，研究快速、安全的优化充电技术具有重要的理论意义和应用价值。锂离子动力电池作为一种时变非线性系统，受操作温度的影响明显，在不同的应用工况和老化状态下表现出不同的外在特性。因此为实现多变应用条件下的动力电池优化充电，全面地掌握动力电池的内部状态，合理的设计充电策略是十分必要的。

国内目前对于充电方法的专利主要还是集中在对电池充电电流的限制上，其中专利“201710028006.3”公开了一种智能型充电方法。该方法以一充电电流对一电池充电。判断电池的一测量电压是否高于一预定电压值。若测量电压高于预定电压值，则增加充电电流。专利“201810144176.2”公开了一种智能充电方法，原理是充电时根据用户充电快慢的需求，充电控制器调整充电电流值。可以看出，由于电池充电过程中的极化电压与电化学反应速率呈正相关关系，电池快速充电，就必须保持较高的极化电压，会导致电池的加速老化，过快的电化学反应速度和强烈的副反应会导致电池内部产生大量的热，继而使得副反应程度更加剧烈，最终导致电池的热失控，因此为保障动力电池使用的安全，必须对动力电池充电进行优化，到达充电速度与充电安全的平衡。

发明内容

本发明为实现动力电池充电过程监测，达到快速、安全、高效地充电的目的，提出一种电池充电电流选择方法。本发明是一种依据动力电池系统性能测试实验数据的离线充电倍率寻优方法，采用动力电池充电效率综合评估的充电电流选择方法进行电池优化充电。

所述的动力电池充电效率包括充电倍率效率η_r、充电荷电效率η_c、充电能量效率η_e和充电时间效率η_t。充电倍率效率η_r、充电荷电效率η_c、充电能量效率η_e和充电时间效率η_t在说明动力电池充电效果方面具备一定的耦合特性，而单独应用单一的充电效率指标对充电倍率的应用效果又不能进行全面评价，因此如何基于动力电池的充电倍率效率η_r、充电荷电效率η_c、充电能量效率η_e和充电时间效率η_t多个充电效率参数，对动力电池CCCV充电的恒流充电倍率进行优化选择是研究的难点。

本发明引入主成分分析法进行基于动力电池充电效率参数的CCCV恒流充电倍率的选择。

具体步骤如下：

(1)构建充电电流与充电效率数据库

通过动力电池系统性能测试试验，获取动力电池充电效率与充电电流关系数据，建立动力电池充电效率与充电电流关系数据库。分别包括充电倍率效率η_r、充电荷电效率η_c、充电能量效率η_e、充电时间效率η_t与充电电流间的关系。

其中，动力电池系统性能测试实验是应用城市道路行驶工况(Urban DynamometerDriving Schedule,UDDS)对动力电池各单体进行的试验。充电倍率效率为电池充入的电量与电池可用容量的比值；充电荷电效率是电池电量从100％放电到0％与电池电量从0％充电到100％所需电量的比值；充电能量效率是电池电量从100％放电到0％与电池电量从0％充电到100％所需能量的比值；充电时间效率是电池电量从0％充电到100％所需时间的倒数。