利索能及
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专利号: 2022104676836
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于锂离子电池的充电控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:采集待测锂离子电池表面温度和两端电流和电压;

S2:根据待测锂离子电池表面温度和两端电流和电压,建立基于增强自校正模型的等效电路模型;

S3:根据待测锂离子电池表面温度和两端电流和电压,建立双态热模型,用于捕捉电池的内芯和表面温度;

S4:将等效电路模型和双态热模型相耦合,得到电热耦合模型;

S5:将电热耦合模型和拓展卡尔曼滤波空间方程表达式相结合,输出内部状态估计值;

S6:将电热耦合模型和内部状态估计值输入MPC算法中,得到实时响应的最优充电电流。

2.根据权利要求1所述一种用于锂离子电池的充电控制方法,其特征在于,所述等效电路模型包括开路电压Vocv,开路电压Vocv正极依次连接有滞回元件hyst、RC电路和电阻R0;

所述RC电路包括并联的极化电容C1和极化内阻R1;

所述SOC为z(t),若电池充满电时,则SOC为z(t)=100%,若电池完全放电,则SOC为z(t)=0%。

3.根据权利要求2所述一种用于锂离子电池的充电控制方法,其特征在于,所述滞回状态的离散时间和滞回电压为:vh,k=Mhk;

其中,电池总容量为Q,电流为i(t),采样时间为Δt,效率因子为η(t),sgn[ik]为输入ik的符号,γ为正的无单位常数,M是最大滞后极化电压,滞后状态无单位,且‑1≤hk≤1;

所述等效电路输出电压为:

其中,M0为瞬时电压;

所述等效电路模型为:

其中,ARC,BRC和AH,k定义如下:

4.根据权利要求1所述一种用于锂离子电池的充电控制方法,其特征在于,所述双态热模型为:其中,Ts为表面温度,Tc为内芯温度,Tf是冷却剂流动温度,Q为电池芯产生的热量,Rc为导热电阻,Ru为热交换模拟的对流阻力。

5.根据权利要求1所述一种用于锂离子电池的充电控制方法,其特征在于,所述等效电路模型和双态热模型之间的电热耦合通过热量Q进行,Q在离散时间下的表达式为:其中,ik为第k时刻电路电流,yk为第k时刻等效电路输出电压,OCVk为第k时刻开路电压,Tc,k为第k时刻内芯温度。

6.根据权利要求1所述一种用于锂离子电池的充电控制方法,其特征在于,在步骤S5中建立状态转移方程,对模型上一时刻和当前时刻的状态进行连接,再建立观测方程,将模型测量值和状态值进行连接;

基于上一时刻估计状态值和电路模型进行当前时刻状态预测;

基于上一轮估计值和本轮状态预测值处的雅克比矩阵,得到误差协方差和卡尔曼增益矩阵;

基于增益矩阵对状态估计测量和误差协方差进行更新;

将等效电路模型测量得到的参数值实时输入,结果实时更新。

7.根据权利要求1所述一种用于锂离子电池的充电控制方法,其特征在于,所述最优充电电流为:ik+1=ik+Δik+1;

其中,Δik+1为第k时刻和第k+1时刻采样之间电流的变化值,ρ为权重因子,φz和Gz是利用状态方程的A,B和C阵进行计算的控制矩阵,Rs为优化目标向量矩阵。

8.一种用于锂离子电池的充电控制系统,其特征在于,局域权利要求1‑7所述任一项一种用于锂离子电池的充电控制方法,包括等效电路模型建立单元,用于建立基于增强自校正模型的等效电路模型;

双态热模型建立单元,用于捕捉电池的内芯和表面温度;

电热耦合模型建立单元,用于将等效电路模型和双态热模型相耦合,得到电热耦合模型;

内部状态估计值输出单元,用于将电热耦合模型和拓展卡尔曼滤波空间方程表达式相结合,输出内部状态估计值;

最优充电电流单元,将电热耦合模型和内部状态估计值输入MPC模型,得到实时响应的最优充电电流。

9.一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至

7任一项所述一种用于锂离子电池的充电控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述一种用于锂离子电池的充电控制方法的步骤。