[发明专利]一种锂电池组多目标同时充电方法

权利要求书

1.一种锂电池组多目标同时充电方法，其特征在于：考虑锂电池充电时充电电流的约束，加入充电权重系数，将能量损耗和充电电流转化成带有充电权重系数的锂电池组充电代价模型，采用内点法求解处理获得预设充电电流序列；接着根据预设充电电流序列，计算锂电池组充电时所需要的充电时间，通过自适应动量最速下降算法对锂电池组充电代价模型中的充电权重系数进行调整，得到充电时间最短情况下的充电权重系数，利用充电权重系数再优化锂电池组充电代价模型获得新的预设充电电流序列，利用新的预设充电电流序列进行充电，实现了优化的锂电池组多目标同时充电；

方法过程具体如下：

步骤1，锂电池组由相互独立的n个单体电池组成，根据锂电池的基本动态特性，建立锂电池组的等效电路模型，并利用实验数据确定模型参数；

步骤3，设定充电目标，包括预计充电时间和预设充电SOC，建立包括预设充电SOC、电池温度和电池均衡的锂电池组充电代价模型；

步骤4，采用二次规划求解方法对锂电池组充电代价模型进行求解，得到预设充电时间和预设充电SOC下各时刻各单体电池的预设充电电流u_i,k，组成最优充电电流序列，以最优充电电流序列控制锂电池组进行充电；

步骤5、实时检测步骤4控制下的充电过程实时状态的各单体电池的SOCx_j,k，按照以下公式处理获得收敛时间T₁(ε₁)和充电时间T₂(ε₂)，建立以下同时充电时间函数：

其中，T₁(ε₁),T₂(ε₂)分别表示收敛时间和充电时间，x_i(k)和x_j(k)表示锂电池组的第i节单体电池k时刻的荷电状态的值，ε₁和ε₂分别表示收敛过程和充电过程的截止误差，T_s表示采样时间，τ表示时间变量，i、j表示锂电池组中的单体电池的序数，χ_d表示单体电池的SOC的期望值列向量，它是由单体电池的SOC的期望值构成的一个n×1的列向量；

采用自适应动量最速下降算法对同时充电时间函数进行处理，优化锂电池组充电代价模型中的第一权重系数α和第二权重系数β并回到步骤3进行更新，第一权重系数α和第二权重系数β更新表达式为：

其中Δα(k)，Δα(k-1)分别表示α在k和k-1时刻的增量，Δβ(k)，Δβ(k-1)分别表示β在k和k-1时刻的增量，分别表示同时充电时间f₄(x)在k和k-1时刻的增量，其中同时充电时间f₄(x)＝max{T₁(ε₁),T₂(ε₂)}，θ表示动量因子，ω(k)表示自适应学习率；然后重复步骤4处理，采用更新后获得的最优充电电流序列对锂电池组进行控制充电。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池组多目标同时充电方法，其特征在于：所述步骤1中，针对锂电池组的每个单体电池建立单体电池等效电路，单体电池等效电路包括电容Cb、恒压源Vsoc、受电压控制电压源Voc和内阻R0，受电压控制电压源Voc为由电容Cb、恒压源Vsoc并联构成的SOC等效电路，SOC等效电路用于模拟单体电池的SOC变化；受电压控制电压源Voc、内阻R0串联后构成电压等效电路，电压等效电路用于模拟单体电池的电压变化。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池组多目标同时充电方法，其特征在于：所述步骤1中，锂电池组的单体电池等效电路模型采用以下公式表示：

其中，和分别表示锂电池组的第i节单体电池在k+1和k时刻的荷电状态的值，η表示充电效率，T表示采样时间，表示第i节单体电池在k时刻的充电电流值，Q表示锂电池组的单体电池的容量，R₀表示锂电池组的单体电池的内阻，和分别表示第i节单体电池在k时刻的输出端电压和开路电压。