一种延长动力电池寿命的充电方法和系统与流程

本发明涉及一种延长动力电池寿命的充电方法和系统，属于电动车辆动力装置领域，尤其涉及动力电池的充电方法。

背景技术：

1、当前新能源车辆与传统汽车相比具有里程焦虑、充电时间长、电池寿命短等问题，尤其是电池寿命短的问题，而电池成本在整车的成本占比超过40％以上，一般新能源车辆在运营3-5年后电池寿命便会衰减至新电池容量80％以下，3-5年后客户面临更换电池带来较大的成本损失。

2、新能源车辆中的每一款电池都有一个map表(关于温度、soc的充电矩阵表)，在某个soc下、某个温度下，根据map表得到电池最大的充电能力，bms根据这个充电能力对充电电流进行调整，使电池达到安全电流。现有技术中对电池充电时要求充电电流低于设定值，这是因为在不同soc、不同温度下对应一个充电电流，随着电池老化，电池容量减少，导致在相同充电电流下对应的充电倍率不同，对新电池为正常的充电倍率，对旧电池出的充电倍率可能偏大，从而容易导致旧电池在根据map表请求充电电流时电池过流造成过压或析锂，不仅影响电池寿命，同时还具有安全风险。

3、现有技术中对充电电流采用的调整方式为，在电池进行充电之前，会计算一个0％到100％的电池寿命系数soh(soh为电池当前容量和额定容量百分比，新电池的soh为100％，随着电池的老化，soh随之降低)，充电中将查map表得到充电电流乘以soh以根据电池寿命降低充电电流防止过流，随着电池老化变旧，容量减少，内阻增加，其soh也会降低，充电电流乘以soh获得的充电电流也随之降低，防止老化电池的过充析锂。但是目前soh计算的准确度依然是行业难题，当某电池对应的soh偏高时，此时充电电流乘以soh之后得到的充电电流也会偏大，使电池过充析锂，导致电池内阻增加及可用活性锂离子减少，最终表现为锂电池容量提前衰减至寿命终点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种延长动力电池寿命的充电方法和系统，用以解决电池充电中因过流导致电池析锂，最终影响电池寿命的问题。

2、为实现上述目的，本发明的方案包括：

3、本发明的一种延长动力电池寿命的充电方法，包括如下步骤：

4、1)充电过程中，采集动力电池当前充电电流和最高单体电压，同时根据预先获得的动力电池soc与开路电压的对应关系，由当前动力电池soc确定对应的开路电压；

5、2)将最高单体电压和开路电压作差得到电压差值，并与当前充电电流与当前动力电池内阻相乘得到的内阻之积作对比；当电压差值超过内阻之积设定范围时，迭代调整动力电池的soh，使得所述电压差值处于内阻之积的设定范围内；根据调整后的soh调整动力电池的充电电流；

6、所述当前动力电池内阻的获取方法为，根据预先获得的动力电池的soc、soh、温度和动力电池内阻的对应关系，由当前动力电池的soc、soh和温度确定当前动力电池内阻。

7、本发明提供一种延长动力电池寿命的充电方法，在新能源车辆的充电过程中，采集动力电池当前的充电电流和最高单体电压，根据在新能源车辆出厂前实验室标定的，已经获得的动力电池soc与开路电压的对应关系，根据当前动力电池soc确定对应的开路电压。

8、在确定开路电压后，同时还获取到最高单体电压，将二者作差得到电压差值，将该电压差值与动力电池当前的充电电流和动力电池内阻的乘积作对比。动力电池当前的充电电流与动力电池的内阻相乘得到的内阻之积，为动力电池在当前的充电电流下的电压，将该电压与电压差值作对比，就可以判断出动力电池内阻是否合适。

9、又因为动力电池内阻同样根据实验室标定的、预先获得的动力电池soc、soh、温度和动力电池内阻的对应表中获得。由于动力电池soc和温度是确定的，因此动力电池内阻仅与soh有关，因此根据电池内阻是否合适就可以对应判断出对应的soh是否准确，从而对应调整soh。

10、进一步地，步骤1)中动力电池当前充电电流的获取方法为，车辆充电后，读取存储的系统soc，并获取电池温度，根据存储的系统soc、电池温度与充电电流的对应关系，由当前存储的系统soc和电池温度确定map电流，根据map电流与当前soh的乘积得到动力电池当前充电电流。

11、进一步地，在得到动力电池当前充电电流之前，还根据动力电池故障时的降流系数与map电流计算得到第一电流值；将map电流与当前soh的乘积和第一电流值中的最小值作为动力电池当前充电电流。

12、同样根据实验室标定的soc、电池温度和充电电流对应的map表，根据系统中存储的系统soc和电池温度就可以确定map电流，将动力电池的soh和map电流相乘得到动力电池当前充电电流。除此之外，还将动力电池故障时的降流系数和map电流相乘得到的第一电流值，比较第一电流值和map电流与当前soh的乘积，将二者中数值最小的作为动力电池当前充电电流，将该动力电池当前充电电流作为动力电池允许充电能力上报到充电桩，充电桩按照该电流进行充电，已经在一定程度上降低了过流的风险。

13、进一步地，步骤2)中，电压差值大于内阻之积的设定范围时，下调soh，使得所述电压差值处于内阻之积的设定范围内。

14、当电压差值小于内阻之积的设定范围时，电池内阻较大，对应的soh较小，从而较小的soh与动力电池当前充电电流相乘就会得到更小的实际充电电流，利用该实际充电电流进行充电，不会引起电池过流，从而也不会影响电池寿命。

15、但当电压差值大于内阻之积的设定范围时，电池内阻较小，对应的soh较大，从而较大的soh与动力电池当前充电电流相乘就会得到较大的实际充电电流，利用该实际充电电流进行充电，会引起电池过流，因此必须下调soh，直到电压差值处于内阻之积的设定范围内，将此时的soh与动力电池当前充电电流相乘得到的实际充电电流，就不会引起电池过流。

16、进一步地，步骤2)中，所述设定范围由动力电池内各电芯之间的电连接材质、电连接长度和电连接的横截面积通过线下标定的方法确定。

17、在动力电池内不同电芯之间通过铝巴连接，除铝巴之外还可以采用其他材质连接不同电芯。在不同电芯之间，不同连接材质、长度和横截面积都对导致电阻产生不同，因此通过设定范围的设置，使得电压差值处于内阻之积的设定范围内，就认为此时的电池内阻是准确的，从而对应的soh也为准确的。

18、本发明还提供一种延长动力电池寿命的充电系统，包括控制器，所述控制器执行如下步骤以实现延长动力电池寿命的充电方法，

19、1)充电过程中，采集动力电池当前充电电流和最高单体电压，同时根据预先获得的动力电池soc与开路电压的对应关系，由当前动力电池soc确定对应的开路电压；

20、2)将最高单体电压和开路电压作差得到电压差值，并与当前充电电流与当前动力电池内阻相乘得到的内阻之积作对比；当电压差值超过内阻之积设定范围时，迭代调整动力电池的soh，使得所述电压差值处于内阻之积的设定范围内；根据调整后的soh调整动力电池的充电电流；

21、所述当前动力电池内阻的获取方法为，根据预先获得的动力电池的soc、soh、温度和动力电池内阻的对应关系，由当前动力电池的soc、soh和温度确定当前动力电池内阻。

22、本发明还提供的延长动力电池寿命的充电系统，在新能源车辆的充电过程中，采集动力电池当前的充电电流和最高单体电压，根据在新能源车辆出厂前实验室标定的，已经获得的动力电池soc与开路电压的对应关系，该对应关系存储在电池管理系统中的控制器中，控制器根据当前动力电池soc确定对应的开路电压。

23、在确定开路电压后，同时还获取到最高单体电压，将二者作差得到电压差值，将该电压差值与动力电池当前的充电电流和动力电池内阻的乘积作对比。动力电池当前的充电电流与动力电池的内阻相乘得到的内阻之积，为动力电池在当前的充电电流下的电压，将该电压与电压差值作对比，就可以判断出动力电池内阻是否合适。

24、又因为动力电池内阻同样根据实验室标定的、预先获得的动力电池soc、soh、温度和动力电池内阻的对应表中获得，该表同样存储在电池管理系统中的控制器中。由于动力电池soc和温度是确定的，因此动力电池内阻仅与soh有关，因此根据电池内阻是否合适就可以对应判断出对应的soh是否准确，从而对应调整soh。

25、进一步地，步骤1)中动力电池当前充电电流的获取方法为，车辆充电后，读取存储的系统soc，并获取电池温度，根据存储的系统soc、电池温度与充电电流的对应关系，由当前存储的系统soc和电池温度确定map电流，根据map电流与当前soh的乘积得到动力电池当前充电电流。

26、进一步地，在得到动力电池当前充电电流之前，还根据动力电池故障时的降流系数与map电流计算得到第一电流值；将map电流与当前soh的乘积和第一电流值中的最小值作为动力电池当前充电电流。

27、同样根据实验室标定的soc、电池温度和充电电流对应的map表，根据系统中存储的系统soc和电池温度就可以确定map电流，将动力电池的soh和map电流相乘得到动力电池当前充电电流。除此之外，还将动力电池故障时的降流系数和map电流相乘得到的第一电流值，比较第一电流值和map电流与当前soh的乘积，将二者中数值最小的作为动力电池当前充电电流，将该动力电池当前充电电流作为动力电池允许充电能力上报到充电桩，充电桩按照该电流进行充电，已经在一定程度上降低了过流的风险。

28、进一步地，步骤2)中，电压差值大于内阻之积的设定范围时，下调soh，使得所述电压差值处于内阻之积的设定范围内。

29、当电压差值小于内阻之积的设定范围时，电池内阻较大，对应的soh较小，从而较小的soh与动力电池当前充电电流相乘就会得到更小的实际充电电流，利用该实际充电电流进行充电，不会引起电池过流，从而也不会影响电池寿命。

30、但当电压差值大于内阻之积的设定范围时，电池内阻较小，对应的soh较大，从而较大的soh与动力电池当前充电电流相乘就会得到较大的实际充电电流，利用该实际充电电流进行充电，会引起电池过流，因此必须下调soh，直到电压差值处于内阻之积的设定范围内，将此时的soh与动力电池当前充电电流相乘得到的实际充电电流，就不会引起电池过流。

31、进一步地，步骤2)中，所述设定范围由动力电池内各电芯之间的电连接材质、电连接长度和电连接的横截面积通过线下标定的方法确定。

32、在动力电池内不同电芯之间通过铝巴连接，除铝巴之外还可以采用其他材质连接不同电芯。在不同电芯之间，不同连接材质、长度和横截面积都对导致电阻产生不同，因此通过设定范围的设置，使得电压差值处于内阻之积的设定范围内，就认为此时的电池内阻是准确的，从而对应的soh也为准确的。