[发明专利]一种考虑充电能量效率的锂离子电池充电方法

摘要

本发明涉及一种考虑充电能量效率的锂离子电池充电方法，其特征在于：电池充电能量效率主要与电池温度、充电倍率及电池等效阻抗相关，在相对确定的SOC区间内，通过测试电池在不同温度、不同倍率及不同SOH下的持续充电性能，计算等效直流阻抗；对每一个给定的SOC范围、温度、充电倍率及SOH下，通过计算得到此条件下的电池等效充电能量效率；按照充电能量效率表查找当前SOH和温度下，尤其是在当前温度25℃的情况下，查看电池最大电流充电时能量效率。通过比较目标充电效率及时间，获得充电电流及充电或加热策略的选择，在同样的充电时间下，可以提高系统能量效率。

主权项

1.一种考虑充电能量效率的锂离子电池充电方法，其特征在于：电池充电能量效率主要与电池温度、充电倍率及电池等效阻抗相关，满足公式：      （1）其中ηe为充电能量效率，T为电池温度、I为电池电流、R为电池充电阻抗；R值与温度、电流和SOH相关，SOH为电池健康状态；具体步骤如下:第一步：在相对确定的SOC区间内，通过测试电池在不同温度、不同倍率及不同SOH下的持续充电性能，计算等效直流阻抗；第二步：对每一个给定的SOC范围、温度、充电倍率及SOH下，通过计算得到此条件下的电池等效充电能量效率：        （2）其中，OCV为电池开路电压、R为电池等效欧姆阻抗、OCV和R是SOH和温度的函数，I为电池电流、为充电设备输出电流、η_v为电池电压效率、η_I为库伦效率，锂离子电池库伦效率很高，一般可设定为1，a和b为需计算的SOC的起点和终点值，at和bt是SOC对应的时间，在电池使用中的某一确定状态，可以将SOC分段处理；获取不同SOH、不同倍率、不同温度下电池充电能量效率表；第三步：按照充电能量效率表查找当前SOH和温度下，尤其是在当前温度<25℃的情况下，查看电池最大电流充电时能量效率，如果此能量效率小于目标值，可选择次大充电电流再查看能量效率，直到能量效率满足设定目标；计算当前温度下的充电时间，将此充电时间分为加热时间和充电时间，找到使得加热能耗和充电能耗两个时间的分配关系，计算此能耗与当前温度下充电能耗的对比，如果前者能耗小，则以此加热功率加热到目标温度再进行充电，如果后者能耗小，则以当前温度进行充电；                                           （3）                                         （4）                                    （5）其中，为设定的目标充电能量效率，用于加热电池的能量，电池当前温度下最大电流充电损失的能量，电池加热后温度下最大电流充电损失的能量，是当前温度下最大电流充电的时间，为加热时间，为加热后温度下最大电流充电的时间。