本技術(shù)涉及電池管理相關(guān)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰電池多階充電控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、鋰電池作為現(xiàn)代電子設(shè)備的重要能量來(lái)源，其充電過(guò)程的控制對(duì)于保證充電效率、電池安全性及延長(zhǎng)電池壽命至關(guān)重要。傳統(tǒng)的鋰電池充電方法主要是恒流恒壓充電法，該方法在充電過(guò)程中分為涓流充電、恒流充電和恒壓充電三個(gè)階段。在恒流充電階段，電池以固定的電流進(jìn)行充電，直到電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的閾值，然后轉(zhuǎn)入恒壓充電階段。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于其簡(jiǎn)單性和可靠性，能有效減少充電時(shí)間。然而，隨著充電的進(jìn)行，鋰電池的可接受充電能力會(huì)逐漸下降。特別是在充電后期，如果繼續(xù)采用較大的充電電流，電池內(nèi)部可能會(huì)產(chǎn)生氣泡，進(jìn)而可能導(dǎo)致電池?fù)p壞或降低其使用壽命。因此，如何在保證充電效率的同時(shí)，降低電池?fù)p壞的風(fēng)險(xiǎn)，成為當(dāng)前鋰電池充電技術(shù)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

2、現(xiàn)階段相關(guān)技術(shù)中，鋰電池充電控制存在無(wú)法實(shí)現(xiàn)充電效率與電池安全性的平衡的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)通過(guò)提供一種鋰電池多階充電控制方法及系統(tǒng)，采用對(duì)待分析鋰電池型號(hào)進(jìn)行充電測(cè)試，配置充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)定預(yù)充梯度爬升約束步長(zhǎng)和恒流梯度下沉約束步長(zhǎng)，構(gòu)建未知種群a和歷史種群b，進(jìn)行雙種群尋優(yōu)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)精細(xì)控制充電電流的變化，找到既能保證充電效率，又能降低電池?fù)p壞風(fēng)險(xiǎn)的最佳充電策略，達(dá)到了實(shí)現(xiàn)充電效率與電池安全性的平衡的技術(shù)效果。

2、本技術(shù)提供一種鋰電池多階充電控制方法，包括：

3、對(duì)待分析鋰電池型號(hào)進(jìn)行充電測(cè)試，獲得充電測(cè)試數(shù)據(jù)，其中，所述充電測(cè)試數(shù)據(jù)包括預(yù)充電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)、恒流電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)和充電時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)，其中，所述預(yù)充電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)為電流上升梯度，所述恒流電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)為電流下降梯度；

4、根據(jù)所述預(yù)充電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)、所述恒流電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)和所述充電時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)，配置充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)；

5、設(shè)定預(yù)充梯度爬升約束步長(zhǎng)和恒流梯度下沉約束步長(zhǎng)；

6、根據(jù)所述預(yù)充梯度爬升約束步長(zhǎng)和所述恒流梯度下沉約束步長(zhǎng)，構(gòu)建未知種群a；

7、根據(jù)所述充電測(cè)試數(shù)據(jù)，構(gòu)建歷史種群b；

8、接收用戶端選擇的期望充電時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)所述充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，基于所述未知種群a和所述歷史種群b進(jìn)行雙種群尋優(yōu)，生成預(yù)充電流優(yōu)化梯度序列和恒流電流優(yōu)化梯度序列；

9、根據(jù)所述預(yù)充電流優(yōu)化梯度序列和所述恒流電流優(yōu)化梯度序列執(zhí)行鋰電池多階充電控制。

10、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)待分析鋰電池型號(hào)進(jìn)行充電測(cè)試，獲得充電測(cè)試數(shù)據(jù)，執(zhí)行以下處理：

11、配置預(yù)充截止電壓、恒流截止電壓和恒壓截止電流；

12、設(shè)定預(yù)充電流梯度數(shù)量和恒流電流梯度數(shù)量，其中，所述預(yù)充電流梯度數(shù)量≥2，所述恒流電流梯度數(shù)量≥2；

13、根據(jù)所述預(yù)充截止電壓、所述恒流截止電壓、所述恒壓截止電流、所述預(yù)充電流梯度數(shù)量和所述恒流電流梯度數(shù)量，對(duì)所述待分析鋰電池型號(hào)進(jìn)行充電測(cè)試至少50000次，獲得所述充電測(cè)試數(shù)據(jù)。

14、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)所述預(yù)充電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)、所述恒流電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)和所述充電時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)，配置充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行以下處理：

15、所述充電時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)包括預(yù)充時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)和恒流充電時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)；

16、根據(jù)所述預(yù)充電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)，構(gòu)建第一輸入向量，根據(jù)所述恒流電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)，構(gòu)建第二輸入向量；

17、通過(guò)所述第一輸入向量和所述預(yù)充時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)，監(jiān)督訓(xùn)練預(yù)充時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)子網(wǎng)絡(luò)；

18、通過(guò)所述第二輸入向量和所述恒流充電時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)，監(jiān)督訓(xùn)練恒流充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)子網(wǎng)絡(luò)；

19、構(gòu)建全連接層，所述全連接層用于加和預(yù)設(shè)恒壓時(shí)長(zhǎng)、所述預(yù)充時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)子網(wǎng)絡(luò)的第一輸出值、所述恒流充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)子網(wǎng)絡(luò)的第二輸出值并通過(guò)輸出層輸出，完成所述充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的配置。

20、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)所述預(yù)充梯度爬升約束步長(zhǎng)和所述恒流梯度下沉約束步長(zhǎng)，構(gòu)建未知種群a，執(zhí)行以下處理：

21、構(gòu)建個(gè)體距離評(píng)估函數(shù)：

22、

23、

24、其中，d1表征預(yù)充電流梯度序列的第一偏差距離，d2表征恒流電流梯度序列的第二偏差距離，i1,k1表征預(yù)充電流梯度序列的第一個(gè)體的第k序列梯度電流值，i1,k2表征預(yù)充電流梯度序列的第二個(gè)體的第k序列梯度電流值，u(i1,k1)表征預(yù)充電流梯度序列的第一個(gè)體的第k序列梯度電流值的預(yù)設(shè)截止電壓，u(i1,k2)表征預(yù)充電流梯度序列的第二個(gè)體的第k序列梯度電流值的預(yù)設(shè)截止電壓，n為預(yù)充電流梯度數(shù)量，m為恒流電流梯度數(shù)量，i2,j1表征恒流電流梯度序列的第一個(gè)體的第j序列梯度電流值，i2,j2表征恒流電流梯度序列的第二個(gè)體的第j序列梯度電流值，u(i2,j2)表征恒流電流梯度序列的第二個(gè)體的第j序列梯度電流值的預(yù)設(shè)截止電壓，u(i2,j1)表征恒流電流梯度序列的第一個(gè)體的第j序列梯度電流值的預(yù)設(shè)截止電壓；

25、其中，所述未知種群a的任意兩個(gè)個(gè)體的第一偏差距離大于或等于第一偏差距離閾值，且第二偏差距離大于或等于第二偏差距離閾值。

26、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，接收用戶端選擇的期望充電時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)所述充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，基于所述未知種群a和所述歷史種群b進(jìn)行雙種群尋優(yōu)，生成預(yù)充電流優(yōu)化梯度序列和恒流電流優(yōu)化梯度序列，執(zhí)行以下處理：

27、通過(guò)所述充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，遍歷所述未知種群a，獲得未知種群充電預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)；

28、遍歷所述未知種群充電預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)與所述期望充電時(shí)長(zhǎng)求距離，獲得未知種群適應(yīng)度集合；

29、遍歷所述充電時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)與所述期望充電時(shí)長(zhǎng)求距離，獲得歷史種群適應(yīng)度集合；

30、加和所述未知種群適應(yīng)度集合與所述歷史種群適應(yīng)度集合的適應(yīng)度，獲得適應(yīng)度加和結(jié)果；

31、遍歷所述未知種群適應(yīng)度集合與所述歷史種群適應(yīng)度集合，與所述適應(yīng)度加和結(jié)果求比，獲得個(gè)體淘汰概率集合；

32、根據(jù)所述個(gè)體淘汰概率集合隨機(jī)淘汰一半的個(gè)體，生成選定種群c；

33、根據(jù)所述選定種群c進(jìn)行個(gè)體定向擴(kuò)充，生成擴(kuò)充種群d；

34、通過(guò)所述充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)所述擴(kuò)充種群d進(jìn)行處理，獲得全局適應(yīng)度最小值；

35、當(dāng)所述全局適應(yīng)度最小值小于或等于適應(yīng)度收斂閾值，輸出所述預(yù)充電流優(yōu)化梯度序列和所述恒流電流優(yōu)化梯度序列。

36、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，執(zhí)行以下處理：

37、當(dāng)所述全局適應(yīng)度最小值大于所述適應(yīng)度收斂閾值，判斷未知種群a更新次數(shù)是否滿足更新次數(shù)閾值；

38、當(dāng)所述未知種群a更新次數(shù)不滿足所述更新次數(shù)閾值，通過(guò)所述擴(kuò)充種群d的較優(yōu)個(gè)體替換所述選定種群c的較劣個(gè)體，更新所述歷史種群b，通過(guò)所述預(yù)充梯度爬升約束步長(zhǎng)和所述恒流梯度下沉約束步長(zhǎng)，更新所述未知種群a，執(zhí)行新的循環(huán)。

39、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，執(zhí)行以下處理：

40、當(dāng)所述未知種群a更新次數(shù)滿足所述更新次數(shù)閾值，輸出所述全局適應(yīng)度最小值對(duì)應(yīng)個(gè)體，設(shè)為所述預(yù)充電流優(yōu)化梯度序列和所述恒流電流優(yōu)化梯度序列。

41、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)所述選定種群c進(jìn)行個(gè)體定向擴(kuò)充，生成擴(kuò)充種群d，執(zhí)行以下處理：

42、根據(jù)所述選定種群c，獲得選定種群適應(yīng)度最小個(gè)體和預(yù)設(shè)數(shù)量適應(yīng)度較大個(gè)體；

43、根據(jù)所述選定種群適應(yīng)度最小個(gè)體為目標(biāo)方向，對(duì)所述預(yù)設(shè)數(shù)量適應(yīng)度較大個(gè)體進(jìn)行隨機(jī)擾動(dòng)若干次數(shù)，生成所述擴(kuò)充種群d。

44、本技術(shù)還提供了一種鋰電池多階充電控制系統(tǒng)，包括：

45、充電測(cè)試數(shù)據(jù)獲取模塊，所述充電測(cè)試數(shù)據(jù)獲取模塊用于對(duì)待分析鋰電池型號(hào)進(jìn)行充電測(cè)試，獲得充電測(cè)試數(shù)據(jù)，其中，所述充電測(cè)試數(shù)據(jù)包括預(yù)充電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)、恒流電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)和充電時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)，其中，所述預(yù)充電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)為電流上升梯度，所述恒流電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)為電流下降梯度；

46、充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)配置模塊，所述充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)配置模塊用于根據(jù)所述預(yù)充電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)、所述恒流電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)和所述充電時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)，配置充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)；

47、約束步長(zhǎng)設(shè)定模塊，所述約束步長(zhǎng)設(shè)定模塊用于設(shè)定預(yù)充梯度爬升約束步長(zhǎng)和恒流梯度下沉約束步長(zhǎng)；

48、未知種群a構(gòu)建模塊，所述未知種群a構(gòu)建模塊用于根據(jù)所述預(yù)充梯度爬升約束步長(zhǎng)和所述恒流梯度下沉約束步長(zhǎng)，構(gòu)建未知種群a；

49、歷史種群b構(gòu)建模塊，所述歷史種群b構(gòu)建模塊用于根據(jù)所述充電測(cè)試數(shù)據(jù)，構(gòu)建歷史種群b；

50、雙種群尋優(yōu)模塊，所述雙種群尋優(yōu)模塊用于接收用戶端選擇的期望充電時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)所述充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，基于所述未知種群a和所述歷史種群b進(jìn)行雙種群尋優(yōu)，生成預(yù)充電流優(yōu)化梯度序列和恒流電流優(yōu)化梯度序列；

51、鋰電池多階充電控制模塊，所述鋰電池多階充電控制模塊用于根據(jù)所述預(yù)充電流優(yōu)化梯度序列和所述恒流電流優(yōu)化梯度序列執(zhí)行鋰電池多階充電控制。

52、擬通過(guò)本技術(shù)提出的一種鋰電池多階充電控制方法及系統(tǒng)，首先對(duì)待分析鋰電池型號(hào)進(jìn)行充電測(cè)試，獲得充電測(cè)試數(shù)據(jù)，其中，充電測(cè)試數(shù)據(jù)包括預(yù)充電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)、恒流電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)和充電時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)，其中，預(yù)充電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)為電流上升梯度，恒流電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)為電流下降梯度，接著根據(jù)預(yù)充電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)、恒流電流梯度序列記錄數(shù)據(jù)和充電時(shí)長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)，配置充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，然后設(shè)定預(yù)充梯度爬升約束步長(zhǎng)和恒流梯度下沉約束步長(zhǎng)，根據(jù)預(yù)充梯度爬升約束步長(zhǎng)和恒流梯度下沉約束步長(zhǎng)，構(gòu)建未知種群a，進(jìn)而根據(jù)充電測(cè)試數(shù)據(jù)，構(gòu)建歷史種群b，然后接收用戶端選擇的期望充電時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)充電時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，基于未知種群a和歷史種群b進(jìn)行雙種群尋優(yōu)，生成預(yù)充電流優(yōu)化梯度序列和恒流電流優(yōu)化梯度序列，最后根據(jù)預(yù)充電流優(yōu)化梯度序列和恒流電流優(yōu)化梯度序列執(zhí)行鋰電池多階充電控制，達(dá)到了實(shí)現(xiàn)充電效率與電池安全性的平衡的技術(shù)效果。