[发明专利]一种低温环境下锂离子电池的内部快速加热方法

权利要求书

1.一种低温环境下锂离子电池的内部快速加热方法，其特征在于，包括如下步骤：

A：设定脉冲电流的频率、脉宽和采集数据的周期；

B：采集实时的锂离子电池表面温度、端电压以及脉冲电流幅值；

C：根据步骤B中采集的脉冲电流幅值和初始SoC估计锂离子电池的实时SoC；

D：根据步骤B中采集的锂离子电池表面温度和步骤C中得到的SoC，采用查表法获得当前状态下锂离子电池的电热耦合模型的参数；

E：采用遗传算法求解加热时间和能耗的优化问题，优化模糊逻辑控制器，获得模糊控制规则；

F：以步骤B中采集到的锂离子电池表面温度和步骤C中得到的SoC作为模糊逻辑控制器的输入，根据步骤E中的模糊控制规则获得加热电流幅值；在此过程中锂离子电池的温度、SoC和电热偶合模型参数不断更新；

G：重复步骤B～F，直到锂离子电池的温度达到目标温度。

2.根据权利要求1中所述的一种低温环境下锂离子电池的内部快速加热方法，其特征在于，所述步骤A中，脉冲周期为4s，脉宽为50％，采样周期为1s。

3.根据权利要求1中所述的一种低温环境下锂离子电池的内部快速加热方法，其特征在于，所述步骤C的具体步骤为：对建立的电池模型进行离散化处理：

U_cell(k)＝U_oc(SoC(k))-U₂(k)-U₃(k)-R₀I(k)

其中：SoC(k)为k时刻电池的荷电状态，η为库伦效率，Q为电池的额定容量，I(k)为k时刻电池的电流，R_ct、C_dl分别是时间常数较小极化电阻和极化电容，U₂(k+1)是R_ctC_dl上的电压，R_SEI、C_SEI分别是时间常数较大极化电阻和极化电容，U₃(k+1)是R_SEIC_SEI上的电压，τ₁、τ₂是上述两个RC网络的时间常数，τ₁＝R_ctC_dl，τ₂＝R_SEIC_SEI，U_cell(k)是电池的端电压；

选择SoC、U₂、U₃作为状态变量，U_cell作为测量变量，根据上述公式，电池的状态空间方程为：

其中，x_k是状态向量，u_k是输入向量，w_k是过程噪声，y_k是测量向量，v_k是测量噪声，

基于扩展卡尔曼滤波算法估计SoC的具体步骤如下：

C1：估算k时刻的状态变量值：

C2：计算协方差矩阵：

C3：计算卡尔曼增益：

C4：根据C3所得结果修正状态向量估计值：

C5：更新协方差矩阵：

循环执行步骤C1～C5，实现算法的不断迭代，得到估算的实时SoC。