CN115021359A - 一种无析锂温控快充策略的制定方法 - Google Patents

一种无析锂温控快充策略的制定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无析锂温控快充策略的制定方法，包括以下步骤：步骤1，建立电池数字孪生模型，获取电池实时的最高温度、最低温度以及SOC值；步骤2，判断SOC值是否达到目标值，若未达到目标值，则对电池充电，并根据最高温度和最低温度得到温控电流和无析锂电流值，以此选择出调控电流值，基于调控电流值计算得到电池的产热功率和充入的SOC值；步骤3，重复步骤2，直到SOC值达到目标值时结束仿真，获得预测快充曲线；步骤4，将预测快充曲线导入实车进行测试，校正调控电流值，生成对标实车数据的快充策略。本发明的方案可以减少充电时间，提高电池热安全性，延长电池使用寿命，给不同温度和不同初始SOC的电池制定了特有的快充方案。

Description

一种无析锂温控快充策略的制定方法
技术领域
本发明涉及新能源电池快充领域，具体涉及一种无析锂温控快充策略的制定方法。
背景技术
新能源汽车大多都关注在里程续航方面。而研发快速充电技术是解决消费者里程焦虑的重要措施。其中，析锂和温度是快充技术发展不可避免的问题。在低温下快充会导致在负极表面锂结晶的析出，由此导致电池容量衰减和内短路等问题。另一方面，在常温快充工况下，电池整体会急剧升温，这会导致电池老化加剧、寿命降低以及SEI膜的产生。这些问题极大地影响到了电池应用的时间和充电安全。因此，如何设计一种能制定兼顾析锂和高温控制的快充策略的方法就显得格外重要。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种无析锂温控快充策略的制定方法。
本发明提供了一种无析锂温控快充策略的制定方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤1，建立电池数字孪生模型，获取电池实时的最高温度、最低温度以及SOC值；步骤2，判断SOC值是否达到目标值，若未达到目标值，则对电池充电，并根据最高温度和最低温度得到温控电流和无析锂电流值，以此选择出调控电流值，基于调控电流值计算得到电池的产热功率和充入的SOC值；步骤3，重复步骤2，直到soc值达到目标值时结束仿真，获得预测快充曲线；步骤4，将预测快充曲线导入实车进行测试，校正调控电流值，生成对标实车数据的快充策略。
在本发明提供的无析锂温控快充策略的制定方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中，调控电流值为兼顾无析锂和最大温度控制的调控电流值。
在本发明提供的无析锂温控快充策略的制定方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中，在充电过程中电池保持在安全温度之下，保持在安全温度之下的方法为：调控电流值选择温控电流和无析锂电流中的最小值。
在本发明提供的无析锂温控快充策略的制定方法中，还可以具有这样的特征：其中，温控电流是根据获取到的电池充电过程中的最高温度变化曲线来制定的，具体为：当电池最高温度低于触发温控算法的温度值时，选用最大可控制电流，当电池最高温度高于触发温控算法的温度值时，选用最大温控算法电流。
在本发明提供的无析锂温控快充策略的制定方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，基于真实电池的长高宽、热物性参数和各个方向的导热系数来搭建电池数字孪生模型。
在本发明提供的无析锂温控快充策略的制定方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中，根据电池的温度和SOC值计算得到电池的电阻值，然后基于调控电流值和电阻值计算得到电池的产热功率。
在本发明提供的无析锂温控快充策略的制定方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤5中，将预测快充电流曲线导入实车进行测试，并输出实车电池温度和SOC值来对模型进行修正，以获得对标实车数据的兼顾安全温度和无析锂的快充策略。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的无析锂温控快充策略的制定方法，因为，具体过程为：步骤1，建立电池数字孪生模型，获取实时电池的最高温度、最低温度以及SOC值；步骤2，判断SOC值是否达到目标值，若未达到目标值，则对电池充电，并根据最高温度和最低温度得到温控电流和无析锂电流值，以此选择出调控电流值，基于调控电流值计算得到电池的产热功率和充入的SOC值；步骤3，重复步骤2，直到soc值达到目标值时结束仿真，获得预测快充曲线；步骤4，将预测快充曲线导入实车进行测试，校正调控电流值，生成对标实车数据的快充策略。
因此，本发明所涉及的无析锂温控快充策略的制定方法减少充电时间，提高电池热安全性，延长电池使用寿命。本发明提供的技术方案，给不同温度和不同初始SOC的电池制定了特有的快充方案。
附图说明
图1是本发明的实施例中无析锂温控快充策略制定的流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明一种无析锂温控快充策略的制定方法作具体阐述。
在本实施例中提供了一种无析锂温控快充策略的制定方法。具体地，本实施例首先基于真实电池的长高宽、热物性参数和各个方向的导热系数来进行搭建的电池数字孪生模型；通过控制策略生成的电流值和计算的电阻值来计算生热功率来进行模拟。整个过程中根据温度和soc来制定出一条兼顾充电过程中的无析锂和最高温度控制的快充曲线的方法，并用实车数据进行校正。
图1是本发明的实施例中无析锂温控快充策略制定的流程图。
如图1所示，本实施例所涉及的无析锂温控快充策略的制定方法具体包括以下步骤：
步骤S1，建立电池数字孪生模型，获取实时电池的最高温度、最低温度以及SOC值。本实施例中基于真实电池的长高宽、热物性参数和各个方向的导热系数来搭建电池数字孪生模型。
步骤S2，判断SOC值是否达到目标值，若未达到目标值，则对电池充电，并根据最高温度和最低温度得到温控电流和无析锂电流值，以此选择出调控电流值，再根据电池的温度和SOC值计算得到电池的电阻值，然后基于调控电流值和电阻值计算得到电池的产热功率和充入的SOC值。
本实施例中，温控电流是根据获取到的电池充电过程中的最高温度变化曲线来制定的，从而实现电池在充电过程中的最大温度控制。具体为：当电池最高温度低于触发温控算法的温度值时，选用最大可控制电流；当电池最高温度高于触发温控算法的温度值时，选用最大温控算法电流。
本实施例中无析锂充电的电流值是通过获取到的电池最低温度，利用电池最大无析锂电流函数来计算的。应用到的电池最大无析锂电流函数是根据实验插值获得的电池析锂边界的soc-温度-电流MAP图制定出来的。
本实施例中在充电过程中电池保持在安全温度之下，保持在安全温度之下的方法为：调控电流值选择温控电流和无析锂电流中的最小值。因此调控电流值为兼顾无析锂和最大温度控制的调控电流值。
电池在t时刻的产热功率由下面公式计算获得：
Figure BDA0003703185270000051
式中，q为生热速率，I为电流，R0为电池欧姆内阻与极化内阻之和，T为电池温度，
Figure BDA0003703185270000052
为电池开路电压的温度系数。
步骤S3，由此不断的循环迭代，当达到目标SOC值时结束仿真，以此获得完整的预测快充曲线。
步骤S4，将预测快充曲线导入实车进行测试，并实时将电池最高温度、最低温度和SOC值导入进调控电流生成模型中，对模型进行修正，从而输出对标实车的快充曲线。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的无析锂温控快充策略的制定方法，因为，具体过程为：步骤1，建立电池数字孪生模型，获取实时电池的最高温度、最低温度以及SOC值；步骤2，判断SOC值是否达到目标值，若未达到目标值，则对电池充电，并根据最高温度和最低温度得到温控电流和无析锂电流值，以此选择出调控电流值，基于调控电流值计算得到电池的产热功率和充入的SOC值；步骤3，重复步骤2，直到soc值达到目标值时结束仿真，获得预测快充曲线；步骤4，将预测快充曲线导入实车进行测试，校正调控电流值，生成对标实车数据的快充策略。
因此，本实施例所涉及的无析锂温控快充策略的制定方法减少充电时间，提高电池热安全性，延长电池使用寿命。本实施例提供的技术方案，给不同温度和不同初始SOC的电池制定了特有的快充方案。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种无析锂温控快充策略的制定方法，其特征在于，应用于电池管理系统，在所述电池管理系统中根据温度和SOC制定兼顾充电过程中的无析锂和最高温度控制的快充策略，包括以下步骤：
步骤1，建立电池数字孪生模型，获取电池实时的最高温度、最低温度以及SOC值；
步骤2，判断所述SOC值是否达到目标值，若未达到目标值，则对电池充电，并根据所述最高温度和所述最低温度得到温控电流和无析锂电流值，以此选择出调控电流值，基于所述调控电流值计算得到电池的产热功率和充入的SOC值；
步骤3，重复步骤2，直到所述soc值达到目标值时结束仿真，获得预测快充曲线；
步骤4，将所述预测快充曲线导入实车进行测试，校正所述调控电流值，生成对标实车数据的快充策略。
2.根据权利要求1所述的无析锂温控快充策略的制定方法，其特征在于：
其中，步骤2中，所述调控电流值为兼顾无析锂和最大温度控制的调控电流值。
3.根据权利要求1所述的无析锂温控快充策略的制定方法，其特征在于：
其中，步骤2中，在充电过程中电池保持在安全温度之下，保持在安全温度之下的方法为：
所述调控电流值选择所述温控电流和所述无析锂电流中的最小值。
4.根据权利要求1所述的无析锂温控快充策略的制定方法，其特征在于：
其中，所述温控电流是根据获取到的电池充电过程中的最高温度变化曲线来制定的，具体为：
当电池最高温度低于触发温控算法的温度值时，选用最大可控制电流，
当电池最高温度高于触发温控算法的温度值时，选用最大温控算法电流。
5.根据权利要求1所述的无析锂温控快充策略的制定方法，其特征在于：
其中，步骤1中，基于真实电池的长高宽、热物性参数以及各个方向的导热系数来搭建所述电池数字孪生模型。
6.根据权利要求1所述的无析锂温控快充策略的制定方法，其特征在于：
其中，步骤2中，根据电池的温度和所述SOC值计算得到电池的电阻值，然后基于所述调控电流值和所述电阻值计算得到电池的产热功率。
7.根据权利要求1所述的无析锂温控快充策略的制定方法，其特征在于：
其中，步骤4中，将所述预测快充电流曲线导入实车进行测试，并输出实车电池温度和SOC值来对模型进行修正，以获得对标实车数据的兼顾安全温度和无析锂的快充策略。
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