[发明专利]一种基于动态规划的锂离子电池快速充电方法及系统

权利要求书

1.一种基于动态规划的锂离子电池快速充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.根据锂离子电池等效电路模型获取状态空间方程，并对所述状态空间方程进行离散化；

S2.对锂离子电池进行工况测试，采集各个时刻的端电压和负载电流并代入状态空间方程，辨识不同荷电状态SOC下等效电路模型的参数；

S3.利用获得的模型参数，通过动态规划算法计算使得锂离子电池充电时间和能量损耗达到最优权衡时的最优充电电流序列。

2.如权利要求1所述的一种基于动态规划的锂离子电池快速充电方法，其特征在于，S1中锂离子电池等效电路模型采用Thevenin等效电路模型，所述模型包括理想电压源，欧姆内阻以及多个串联的RC电路。

3.如权利要求1所述的一种基于动态规划的锂离子电池快速充电方法，其特征在于，所述状态空间方程表示为：

其中，SOC为电池的荷电状态，η为库伦效率，C_n为电池的额定容量，R₀为欧姆内阻，R_i为RC电路的电阻，C_i为RC电路的电容，i表示的是第i个RC电路，i＝1,2,3,…,n，I为负载电流，U_t为端电压，U_OC和U_RCi分别为开路电压和第i个RC电路的电压，表示其对时间的微分。

4.如权利要求3所述的一种基于动态规划的锂离子电池快速充电方法，其特征在于，等效电路模型的参数用公式表示为：

其中，f₁(SOC)、f₂(SOC)、f₃(SOC)、f₄(SOC)均为关于SOC的函数，其函数式多项式c₀+c₁SOC+c₂SOC²+…+c_ySOC^y，c₀,c₁,c₂,…,c_y均为实数拟合系数，0≤y≤9，且y是整数。

5.如权利要求1所述的一种基于动态规划的锂离子电池快速充电方法，其特征在于，锂离子电池的能量损耗用欧姆损耗表示：

其中，E_loss,j为第j个阶段的能量损耗，I_j为第j个阶段的充电电流，t_j为第j个阶段充电过程的总采样次数，j＝1,2,…,M，Δt为系统采样周期，R_0,k是k时刻的欧姆内阻，R_i,k是k时刻第i个RC电路的电阻，U_RCi,k是k时刻第i个RC电路的电压。

6.如权利要求1所述的一种基于动态规划的锂离子电池快速充电方法，其特征在于，锂离子电池的成本函数用公式表示为：

g_j(I_j)＝α×E_loss,j+(1-α)×T_j

其中，g_j(I_j)为第j个阶段的成本函数，是关于充电电流I_j的函数，T_j为第j个阶段的充电时间，T_j＝t_j×Δt，α和(1-α)分别为能量损耗和充电时间的权重。

7.如权利要求6所述的一种基于动态规划的锂离子电池快速充电方法，其特征在于，动态规划算法的目标函数表示为：

J_j(I)＝min[g_j(I_j)+J_j-1(I)]

其中，J_j表示前j个阶段成本的最小值。