混合动力汽车锂离子电池可变频率脉冲充电方法

摘要

本发明公开了一种混合动力汽车锂离子电池变频脉冲充电方法。通过交流阻抗法测得电池的频谱得到电池充电的初始频率，再通过确定最优频率的算法作进一步的精确跟踪，从而得出最优频率。本发明的充电方法解决了在充电一致性和脉冲周期难以确定的情况下不能对锂离子电池组进行快速充电的难题，不仅可以缩短充电时间，还可以达到去极化的目的，有效的延长电池组的使用寿命。

主权项

一种混合动力汽车锂离子电池可变频率脉冲充电方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)首先进行程序的初始化：检测时间t＝0，开始计时；(2)根据电池的二阶RC模型，建立非线性系统的状态方程和系统方程x(k)＝f(x(k‑1),u(k))+w(k)，y(k)＝g(x(k),u(k))+v(k)；w(k)和v(k)是高斯白噪声，x(k)是待估计值，为电池荷电状态，y(k)是观测值，k是正整数，f(x(k‑1),u(k))是非线性系统的状态转移函数，g(x(k),u(k))是非线性系统的测量函数；然后将其线性化处理得到以下方程，x(k)≈A(k)x(k‑1)+f(x',u(k))‑A(k)x'+w(k)，y(k)≈C(k)x(k)+g(x',u(k))‑C(k)x'+v(k)，A和C是线性相关系数；采用扩展卡尔曼滤波法进行迭代，电池荷电状态估算矫正，同时测量电池端电压V_B；(3)如果此时电池的SOC>95％或者V_B>V_Sup，其中V_Sup表示的是电池的充电阀值电压，则结束充电；否则进行步骤(4)；(4)根据不同频率充电方式下的平均电流值计算出最优充电频率f_op；(5)根据确定的最优充电频率f_op来控制可变频率脉冲发生器进行脉冲充电；(6)若检测时间t≥T_SUM，则结束充电；否则继续进行步骤(5)的充电；T_SUM为预先设定的最长充电时间；步骤(4)包括如下步骤：(a)计算以f_n为脉冲充电频率充电时的平均充电电流:设初始值n＝1，m＝1，n为脉冲充电频率的序号，m为电流采样的序号；(b)设在脉冲充电频率为f_n下，第m个电流采样值为D_ib,n(m)，设采样电流之和为D_acc(n)，设初始值D_acc(n)＝0，则：D_acc(n)＝D_acc(n)+D_ib,n(m)，m＝m+1；如果m≤M，则返回步骤(b)；(c)计算M次采样的平均值D_avg(n)：$D_{avg}\left(n\right)=\frac{D_{acc}\left(n\right)}{M};$(d)在不同脉冲充电频率下采样电流的平均值，即n＝n+1:$D_{avg}\left(n\right)=\frac{1}{M}\underset{m=1}{\overset{M}{\Sigma }}{D}_{ib,n}\left(m\right),$n＝1,2,3...N；如果n≤N，则返回步骤(b)；(e)最优充电频率f_op确定如下：f_op＝{f_n|MAX(D_avg(n)),n＝1,2,...N}。