CN116014859A - 主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法及系统 - Google Patents

主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法及系统 Download PDF

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CN116014859A CN202310174390.3A CN202310174390A CN116014859A CN 116014859 A CN116014859 A CN 116014859A CN 202310174390 A CN202310174390 A CN 202310174390A CN 116014859 A CN116014859 A CN 116014859A
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Abstract

本发明提供了一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法及系统，包括采集电池管理系统中的数据，并计算出电池不同情况下的最大不析锂充电电流，得到当前电池包最大不析锂充电电流
Figure ZY_2
，将
Figure ZY_5
与平均充电电流
Figure ZY_7
进行比较，若
Figure ZY_3
时，维持当前充电电流；若
Figure ZY_4
时，减小当前充电电流。同时判断
Figure ZY_6
是否大于等于设定值，若
Figure ZY_8
大于等于设定值，则重复上述步骤，至到
Figure ZY_1
小于设定值，充电结束。本发明根据析锂反应发生的边界条件，并考虑到实际充电状态中存在电压差，使得最大不析锂充电电流更贴合实际情况，同时主动对充电电池进行检测，及时控制和更新充电电流，从而减少了能源浪费，延长了电池的使用寿命。

Description

主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法及系统
技术领域
本发明属于锂电池充电技术领域，具体涉及一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法及系统。
背景技术
发展大功率、大电流充电，缩短充电时长对于电动汽车的发展至关重要。但低温环境下电池大功率充电会使锂离子脱嵌所需要的极化电压增加，使得电池在充电过程中容易析锂，锂离子直接与电子反应形成锂单质。锂单质附着在电极活性颗粒表面对电池影响较大，一方面锂单质会阻碍锂离子的与活性颗粒的正常脱嵌；另一方面锂单质的形成会消耗电池中可循环锂离子，当锂单质以枝晶的形式增长时，容易刺破电池正、负极材料间的隔膜，使电池发生局部短路。局部内短路不仅对电池材料损耗较大，加速电池老化，严重时会引发电池内部热失控，存在生命财产安全隐患。本发明旨在提出一种充电方法，抑制电池在充电过程中产生的析锂，使电池寿命、安全性得到提升。
电动汽车续航问题的主要解决措施包括：采用电动汽车换电站、发展快速充电技术、采用能量密度高的新型材料。由于市面上存在的电动汽车电池型号较多、差异性较大，换电站投资成本高，大规模发展电动汽车换电站短时间不可能实现。近几年，各大电池厂商开始研究固态电池，其能量密度可达到锂离子电池的2倍，但其功率密度 较低，且技术不够成熟，要实现工业生产和市场规模化运用还需要大量的研究和发展。相比之下，电力电子技术发展较成熟，发展快速充电技术更符合目前市场需求。快速充电技术可以解决电动汽车里程焦虑的问题，但快速充电必定会对电池寿命造成影响，同时低温下大功率快速充电极易使电池产生析锂。
现有技术文件1（CN110940920B）的发明专利公开了一种锂电池在预定SOC下的不析锂的最大充电电流的获取方法，通过构建等效电路模型，并分别设定SOC值为0.2、0.4、0.6、0.8、1，求出在设定SOC值下的不析锂的最大充电电流。但在实际充电过程中，SOC值不是阶梯式变化，而是随着活性颗粒表面嵌锂状态
Figure SMS_1
变化而变化的。该现有技术文件1没有对充电电池进行主动检测，对电池参数数据进行及时跟踪和调整。
现有技术文件2（CN113851746A）的发明专利公开了一种基于最小析锂过电势的电池模组充电方法，通过在建立精确描述了副反应的电池模组模型的基础上，通过最小值模块作为控制量，设定一个最小析锂过电势的控制阈值，得出一种适合模组充电特性的无析锂充电曲线。现有技术文件2认为析锂过电势在不析锂的情况等于0，没有考虑到单体最高电压与单体平均电压存在电压差
Figure SMS_2
。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法及系统。
本发明采用如下的技术方案：
本发明的第一方面提供了一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，包括以下步骤：
步骤1，采集电池管理系统中的数据；
步骤2，根据采集到的电池管理系统中的数据，计算出单体电池平均电压
Figure SMS_3
、单体电池平均充电电流
Figure SMS_4
以及电流一和电流二；
步骤3，比较电流一和电流二的大小，选中两者中的较小值做为当前电池包最大不析锂充电电流
Figure SMS_5
；
步骤4，对
Figure SMS_6
和
Figure SMS_7
进行比较，若
Figure SMS_8
时，维持当前充电电流
Figure SMS_9
，若
Figure SMS_10
时，调整并得到新的电池包充电电流
Figure SMS_11
；
步骤5，判断平均充电电流
Figure SMS_12
是否大于等于设定值，若
Figure SMS_13
大于等于设定值，则转至步骤1；
步骤6，重复步骤1~步骤5，至到平均充电电流
Figure SMS_14
小于设定值，充电结束。
优选地，电池管理系统中的数据包括电池组荷电状态SOC，所有温度检测点中的最高温度
Figure SMS_15
、最低温度
Figure SMS_16
，单体最低电压
Figure SMS_17
，电池包电压
Figure SMS_18
，电池包充电电流
Figure SMS_19
。
优选地，电流一是最高温度
Figure SMS_20
下的，SOC对应的修改后的最大不析锂充电电流
Figure SMS_21
，电流二是最低温度
Figure SMS_22
下的，SOC值对应的修改后的最大不析锂充电电流
Figure SMS_23
。
优先地，所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1，根据SOC计算出活性颗粒表面嵌锂状态
Figure SMS_24
。
步骤2.2，根据
Figure SMS_25
计算出表面锂离子浓度
Figure SMS_26
。
步骤2.3，计算出修正反应速率常数
Figure SMS_27
。
步骤2.4，计算出参考反应电流密度
Figure SMS_28
和负极开路电压
Figure SMS_29
。
步骤2.5，计算出最大不析锂反应电流密度
Figure SMS_30
。
步骤2.6，根据单体电池间的SOC存在差异，对
Figure SMS_31
进行修正，得到修改后的最大不析锂反应电流密度
Figure SMS_32
。
步骤2.7，根据
Figure SMS_33
计算出施加在电池两端的电流
Figure SMS_34
。
步骤2.8，根据
Figure SMS_35
求出
Figure SMS_36
和
Figure SMS_37
，以及
Figure SMS_38
，
Figure SMS_39
。
优先地，所述步骤2.1中的电池组荷电状态SOC的具体表达式为：
Figure SMS_40
式中，
Figure SMS_41
表示活性颗粒表面嵌锂状态，
Figure SMS_42
为电池放电至0 SOC时，负极活性颗粒表面锂离子浓度，
Figure SMS_43
为电池充电至100% SOC时，负极活性颗粒表面锂离子浓度。
优先地，所述步骤2.2中的表面锂离子浓度
Figure SMS_44
的具体表达式为：
Figure SMS_45
式中，
Figure SMS_46
是表面锂离子浓度
Figure SMS_47
最大浓度。
优先地，所述步骤2.3中修正反应速率常数
Figure SMS_48
的具体表达式为：
Figure SMS_49
式中，
Figure SMS_50
表示当前电池温度，
Figure SMS_51
表示参考温度，
Figure SMS_52
表示在参考温度
Figure SMS_53
下的反应速率常数
Figure SMS_54
的值，
Figure SMS_55
表示主反应速率常数活化能。
优先地，所述步骤2.4中的参考反应电流密度
Figure SMS_56
具体表达式为：
Figure SMS_57
式中，
Figure SMS_58
表示法拉第常数，
Figure SMS_59
表示液相锂离子浓度，电池在制作时即确定，可通过电池厂商确定，
Figure SMS_60
表示活性材料理论上可嵌入的最大锂离子浓度。
优先地，所述步骤2.4中的负极开路电压
Figure SMS_61
具体表达式为：
Figure SMS_62
其中：
Figure SMS_63
Figure SMS_64
式中，
Figure SMS_65
为在参考温度
Figure SMS_66
下的负极材料开路电压。
优先地，步骤2.5中的最大不析锂反应电流密度
Figure SMS_67
具体表达式为：
Figure SMS_68
式中，R为电阻。
优先地，所述步骤2.6中的修改后的最大不析锂反应电流密度
Figure SMS_69
，具体表达式为：
Figure SMS_70
式中，
Figure SMS_71
表示单体最高电压与单体平均电压之间的电压差。
优先地，所述步骤2.7中的施加在电池两端的电流
Figure SMS_72
，具体表达式为：
Figure SMS_73
式中，
Figure SMS_74
表面负极活性颗粒半径，
Figure SMS_75
表示负极固相体积分数，
Figure SMS_76
表示负极材料体积。
优先地，所述步骤4中的新的电池包充电电流
Figure SMS_77
，具体表达式为：
Figure SMS_78
式中，
Figure SMS_79
为调整电池包充电电流系数。
优先地，调整电池包充电电流系数k取值范围为0.7~0.9。
优选地，设定值是充放电电流是单体电池标称容量的0.1C，其中，C表示电池充放电电流大小的比率。
本发明的第二方面提供了一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电系统，包括以下模块：
数据采集模块，用于采集电池管理系统中的数据；
数据处理模块，用于根据采电池管理系统中的数据，计算出用于电池充电检测调整的电池参数，所述用于电池充电检测调整的电池参数包括单体电池平均电压
Figure SMS_80
，单体电池平均充电电流
Figure SMS_81
，以及比较电流一和电流二的大小，选中两者中的较小值做为当前电池包最大不析锂充电电流
Figure SMS_82
；判断平均充电电流
Figure SMS_83
是否大于等于设定值；
电流调整模块，用于对
Figure SMS_84
和
Figure SMS_85
进行比较，若
Figure SMS_86
时，维持当前充电电流
Figure SMS_87
，若
Figure SMS_88
时，减小当前充电电流，得到新的电池包充电电流
Figure SMS_89
。
优选地，电池管理系统中的数据包括电池组荷电状态SOC，所有温度检测点中的最高温度
Figure SMS_90
、最低温度
Figure SMS_91
，单体最低电压
Figure SMS_92
，电池包电压
Figure SMS_93
，电池包充电电流
Figure SMS_94
。
优选地，电流一是最高温度
Figure SMS_95
下的，SOC对应的修改后的最大不析锂充电电流
Figure SMS_96
，电流二是最低温度
Figure SMS_97
下的，SOC值对应的修改后的最大不析锂充电电流
Figure SMS_98
。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明根据析锂反应发生的边界条件，并考虑到实际充电状态中存在电压差，通过修正最大不析锂反应电流密度，使得充电电流更贴合实际情况，同时主动对充电电池进行检测，采集电池管理系统中的数据，及时控制和更新充电电流，当平均充电电流小于0.1C，停止充电，从而减少了能源浪费，延长了电池的使用寿命。
附图说明
图1是本发明中的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法的流程图；
图2是本发明中的所述步骤S2的流程图；
图3是本发明中的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
目前大部分锂离子电池负极使用石墨材料，正常情况下，充电时，锂离子、电子、石墨形成
Figure SMS_99
，当出现温度较低、大倍率充电、过压充电等情况时，锂离子可能直接与电子反应形成锂单质。
析锂反应发生的条件是，
Figure SMS_100
式中，
Figure SMS_101
为析锂过电势，
Figure SMS_102
为负极固相电势，单位V；
Figure SMS_103
为负极液相电势，单位V；
Figure SMS_104
为负极活性颗粒表面反应电流密度，单位A/m2；
Figure SMS_105
为负极活性颗粒表面膜阻。
负极正常脱嵌锂反应过电势
Figure SMS_106
，具体表达式为：
Figure SMS_107
因为
Figure SMS_108
，其中，
Figure SMS_109
为负极开路电压。
所以，析锂发生的条件变换为：
Figure SMS_110
析锂发生的边界条件是：
Figure SMS_111
当
Figure SMS_112
时负极析锂，且
Figure SMS_113
值越小析锂越严重，当
Figure SMS_114
时时不析锂。
图1是本发明中的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法的流程图。
如图1所示，本发明提供一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法。包括以下步骤：
步骤1，采集电池管理系统中的数据，其中，电池管理系统中的数据包括电池组荷电状态SOC，所有温度检测点中的最高温度
Figure SMS_115
、最低温度
Figure SMS_116
，单体最低电压
Figure SMS_117
，电池包电压
Figure SMS_118
，电池包充电电流
Figure SMS_119
。
步骤2，根据采电池管理系统中的数据，计算出单体电池平均电压
Figure SMS_122
，单体电池平均充电电流
Figure SMS_124
，以及电池不同情况下的最大不析锂充电电流
Figure SMS_126
和
Figure SMS_121
，其中，
Figure SMS_123
表示温度
Figure SMS_125
， SOC值对应的修改后的最大不析锂充电电流，
Figure SMS_127
表示温度
Figure SMS_120
，SOC值对应的修改后的最大不析锂充电电流。
图2是本发明中的所述步骤S2的流程图。
如图2所示，步骤2包括以下步骤：
步骤2.1，根据SOC计算出活性颗粒表面嵌锂状态
Figure SMS_128
。
电池组荷电状态SOC的具体表达式为：
Figure SMS_129
式中，
Figure SMS_130
表示活性颗粒表面嵌锂状态，
Figure SMS_131
为电池放电至0 SOC时，负极活性颗粒表面锂离子浓度，
Figure SMS_132
为电池充电至100% SOC时，负极活性颗粒表面锂离子浓度。
步骤2.2，根据
Figure SMS_133
计算出表面锂离子浓度
Figure SMS_134
。
Figure SMS_135
式中，
Figure SMS_136
是表面锂离子浓度
Figure SMS_137
最大浓度。
步骤2.3，计算出修正反应速率常数
Figure SMS_138
。
修正反应速率常数
Figure SMS_139
的具体表达式为：
Figure SMS_140
式中，
Figure SMS_141
表示当前电池温度，
Figure SMS_142
表示参考温度，
Figure SMS_143
表示在参考温度
Figure SMS_144
下的反应速率常数
Figure SMS_145
的值，
Figure SMS_146
表示主反应速率常数活化能。
步骤2.4，计算出参考反应电流密度
Figure SMS_147
和负极开路电压
Figure SMS_148
。
参考反应电流密度
Figure SMS_149
具体表达式为：
Figure SMS_150
式中，
Figure SMS_151
表示法拉第常数，
Figure SMS_152
表示液相锂离子浓度，电池在制作时即确定，可通过电池厂商确定，
Figure SMS_153
表示活性材料理论上可嵌入的最大锂离子浓度。
优先地，所述步骤2.4中的负极开路电压
Figure SMS_154
具体表达式为：
Figure SMS_155
其中：
Figure SMS_156
Figure SMS_157
式中，
Figure SMS_158
为在参考温度
Figure SMS_159
下的负极材料开路电压。
步骤2.5，计算出最大不析锂反应电流密度
Figure SMS_160
。
Figure SMS_161
式中，R为电阻。
步骤2.6，根据单体电池间的SOC存在差异，对
Figure SMS_162
进行修正，得到修改后的最大不析锂反应电流密度
Figure SMS_163
。
将BMS信号交互中的电池SOC计算其在温度T 条件下的最大不析锂充电电流，其计算的最大不析锂电流只能是单体电池平均最大不析锂电流。
假设单体电池之间的电压差异主要是由于单体电池间的SOC存在差异，将边界条件修改为：
Figure SMS_164
，即
Figure SMS_165
Figure SMS_166
表示单体最高电压与单体平均电压之间的电压差。在充电过程中单体电池电压差异主要时由于电池SOC（不平衡电流的累计）差异，极化电压差异较小，电压
Figure SMS_167
近似为单体最高电压的开路电压。
因此，
Figure SMS_168
的具体表达式为：
Figure SMS_169
步骤2.7，根据
Figure SMS_170
计算出施加在电池两端的电流
Figure SMS_171
。
Figure SMS_172
式中，
Figure SMS_173
表面负极活性颗粒半径，
Figure SMS_174
表示负极固相体积分数，
Figure SMS_175
表示负极材料体积。
步骤2.8，根据
Figure SMS_176
求出
Figure SMS_177
和
Figure SMS_178
，以及
Figure SMS_179
，
Figure SMS_180
。
步骤3，比较
Figure SMS_181
的大小，选中两者中的较小值做为当前电池包最大不析锂充电电流
Figure SMS_182
。
步骤4，对
Figure SMS_183
和
Figure SMS_184
进行比较，若
Figure SMS_185
时，维持当前充电电流
Figure SMS_186
。若
Figure SMS_187
时，减小当前充电电流，得到新的电池包充电电流
Figure SMS_188
。
新的电池包充电电流
Figure SMS_189
，具体表达式为：
Figure SMS_190
式中，
Figure SMS_191
为调整电池包充电电流系数。调整电池包充电电流系数k取值范围为0.7~0.9。
步骤5，判断平均充电电流
Figure SMS_192
是否大于等于设定值若
Figure SMS_193
大于等于设定值，则转至步骤1。设定值是充放电电流是单体电池标称容量的0.1C，其中，C表示电池充放电电流大小的比率，以如下公式表示：
电池放电C率=充放电电流/单体电池标称容量，
所用的容量1小时放电完毕，称为1C放电；5小时放电完毕，则称为1/10=0.1C放电。
步骤6，重复步骤1~步骤5，至到平均充电电流
Figure SMS_194
小于设定值，充电结束。
流程中未考虑单体电池最低电压，一方面电池电压较低，在低SOC环境下析锂的可能较小，另一方面大部分BMS在充电过程中并未处理单体电池最低电压。
初始充电总电流
Figure SMS_195
可以根据用户充电时长进行设置，保证充电时长的条件下，减小电能损耗和对电池的损耗。
初始充电总电流可设置为
Figure SMS_196
，即电池包总容量的2C。
图3是本发明中的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电系统的结构示意图。
如图3所示，本实施例还提供了一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电系统，包括数据采集模块、数据处理模块、电流调整模块。该系统可以通过相应的各个模块执行如上述步骤1~6的流程，来实现在充电过程中抑制电池析锂。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明根据析锂反应发生的边界条件，并考虑到实际充电状态中存在电压差，通过修正最大不析锂反应电流密度，使得充电电流更贴合实际情况，同时主动对充电电池进行检测，采集电池管理系统中的数据，及时控制和更新充电电流，当平均充电电流小于0.1C，停止充电，从而减少了能源浪费，延长了电池的使用寿命。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其它自由传播的电磁波、通过波导或其它传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其它设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (18)

1.一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，采集电池管理系统中的数据；
步骤2，根据采集到的电池管理系统中的数据，计算出单体电池平均电压
Figure QLYQS_1
、单体电池平均充电电流
Figure QLYQS_2
以及电流一和电流二；
步骤3，比较电流一和电流二的大小，选中两者中的较小值做为当前电池包最大不析锂充电电流
Figure QLYQS_3
；
步骤4，对
Figure QLYQS_4
和
Figure QLYQS_5
进行比较，若
Figure QLYQS_6
时，维持当前充电电流
Figure QLYQS_7
，若
Figure QLYQS_8
时，调整并得到新的电池包充电电流
Figure QLYQS_9
；
步骤5，判断平均充电电流
Figure QLYQS_10
是否大于等于设定值，若
Figure QLYQS_11
大于等于设定值，则转至步骤1；
步骤6，重复步骤1~步骤5，至到平均充电电流
Figure QLYQS_12
小于设定值，充电结束。
2.根据权利要求1所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
电池管理系统中的数据包括电池组荷电状态SOC，所有温度检测点中的最高温度
Figure QLYQS_13
、最低温度
Figure QLYQS_14
，单体最低电压
Figure QLYQS_15
，电池包电压
Figure QLYQS_16
，电池包充电电流
Figure QLYQS_17
。
3.根据权利要求2所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
电流一是最高温度
Figure QLYQS_18
下的，SOC对应的修改后的最大不析锂充电电流
Figure QLYQS_19
，
电流二是最低温度
Figure QLYQS_20
下的，SOC值对应的修改后的最大不析锂充电电流
Figure QLYQS_21
。
4.根据权利要求3所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1，根据SOC计算出活性颗粒表面嵌锂状态
Figure QLYQS_22
；
步骤2.2，根据
Figure QLYQS_23
计算出表面锂离子浓度
Figure QLYQS_24
；
步骤2.3，计算出修正反应速率常数
Figure QLYQS_25
；
步骤2.4，计算出参考反应电流密度
Figure QLYQS_26
和负极开路电压
Figure QLYQS_27
；
步骤2.5，计算出最大不析锂反应电流密度
Figure QLYQS_28
；
步骤2.6，根据单体电池间的SOC存在差异，对
Figure QLYQS_29
进行修正，得到修改后的最大不析锂反应电流密度
Figure QLYQS_30
；
步骤2.7，根据
Figure QLYQS_31
计算出施加在电池两端的电流
Figure QLYQS_32
；
步骤2.8，根据
Figure QLYQS_33
求出
Figure QLYQS_34
和
Figure QLYQS_35
，以及
Figure QLYQS_36
，
Figure QLYQS_37
。
5.根据权利要求4所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
所述步骤2.1中的电池组荷电状态SOC的具体表达式为：
Figure QLYQS_38
式中，
Figure QLYQS_39
表示活性颗粒表面嵌锂状态，
Figure QLYQS_40
为电池放电至0SOC时，负极活性颗粒表面锂离子浓度，
Figure QLYQS_41
为电池充电至100% SOC时，负极活性颗粒表面锂离子浓度。
6.根据权利要求4所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
所述步骤2.2中的表面锂离子浓度
Figure QLYQS_42
的具体表达式为：
Figure QLYQS_43
式中，
Figure QLYQS_44
是表面锂离子浓度
Figure QLYQS_45
最大浓度。
7.根据权利要求4所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
所述步骤2.3中修正反应速率常数
Figure QLYQS_46
的具体表达式为：
Figure QLYQS_47
式中，
Figure QLYQS_48
表示当前电池温度，
Figure QLYQS_49
表示参考温度，
Figure QLYQS_50
表示在参考温度
Figure QLYQS_51
下的反应速率常数
Figure QLYQS_52
的值，
Figure QLYQS_53
表示主反应速率常数活化能。
8.根据权利要求4所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
所述步骤2.4中的参考反应电流密度
Figure QLYQS_54
具体表达式为：
Figure QLYQS_55
式中，
Figure QLYQS_56
表示法拉第常数，
Figure QLYQS_57
表示液相锂离子浓度，电池在制作时即确定，可通过电池厂商确定，
Figure QLYQS_58
表示活性材料理论上可嵌入的最大锂离子浓度。
9.根据权利要求4所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
所述步骤2.4中的负极开路电压
Figure QLYQS_59
具体表达式为：
Figure QLYQS_60
其中：
Figure QLYQS_61
Figure QLYQS_62
式中，
Figure QLYQS_63
为在参考温度
Figure QLYQS_64
下的负极材料开路电压。
10.根据权利要求4所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
所述步骤2.5中的最大不析锂反应电流密度
Figure QLYQS_65
具体表达式为：
Figure QLYQS_66
式中，R为电阻。
11.根据权利要求4所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
所述步骤2.6中的修改后的最大不析锂反应电流密度
Figure QLYQS_67
，具体表达式为：
Figure QLYQS_68
式中，
Figure QLYQS_69
表示单体最高电压与单体平均电压之间的电压差。
12.根据权利要求4所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
所述步骤2.7中的施加在电池两端的电流
Figure QLYQS_70
，具体表达式为：
Figure QLYQS_71
式中，
Figure QLYQS_72
表面负极活性颗粒半径，
Figure QLYQS_73
表示负极固相体积分数，
Figure QLYQS_74
表示负极材料体积。
13.根据权利要求3所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
所述步骤4中的新的电池包充电电流
Figure QLYQS_75
，具体表达式为：
Figure QLYQS_76
式中，
Figure QLYQS_77
为调整电池包充电电流系数。
14.根据权利要求13所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
调整电池包充电电流系数k取值范围为0.7~0.9。
15.根据权利要求3所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于：
所述步骤5中的设定值是充放电电流是单体电池标称容量的0.1C，其中，C表示电池充放电电流大小的比率。
16.一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电系统，运行如权利要求1-13所述的主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电方法，其特征在于，包括以下模块：
数据采集模块，用于采集电池管理系统中的数据；
数据处理模块，用于根据采电池管理系统中的数据，计算出用于电池充电检测调整的电池参数，所述用于电池充电检测调整的电池参数包括单体电池平均电压
Figure QLYQS_78
，单体电池平均充电电流
Figure QLYQS_79
，以及比较电流一和电流二的大小，选中两者中的较小值做为当前电池包最大不析锂充电电流
Figure QLYQS_80
；判断平均充电电流
Figure QLYQS_81
是否大于等于设定值；
电流调整模块，用于对
Figure QLYQS_82
和
Figure QLYQS_83
进行比较，若
Figure QLYQS_84
时，维持当前充电电流
Figure QLYQS_85
，若
Figure QLYQS_86
时，减小当前充电电流，得到新的电池包充电电流
Figure QLYQS_87
。
17.根据权利要求16所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电系统，其特征在于：
电池管理系统中的数据包括电池组荷电状态SOC，所有温度检测点中的最高温度
Figure QLYQS_88
、最低温度
Figure QLYQS_89
，单体最低电压
Figure QLYQS_90
，电池包电压
Figure QLYQS_91
，电池包充电电流
Figure QLYQS_92
。
18.根据权利要求16所述的一种主动检测防护条件下的抑制电池析锂的充电系统，其特征在于：
电流一是最高温度
Figure QLYQS_93
下的，SOC对应的修改后的最大不析锂充电电流
Figure QLYQS_94
，
电流二是最低温度
Figure QLYQS_95
下的，SOC值对应的修改后的最大不析锂充电电流
Figure QLYQS_96
。
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赵杨梅: "基于电化学-热耦合模型的磷酸铁锂电池充电方法评估及优化研究", 万方学位论文数据库, pages 1 - 91 *

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