CN109586367A - 一种用于磷酸铁锂电池的充电方法 - Google Patents

一种用于磷酸铁锂电池的充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，包括设置预充电阶段、恒流充电阶段、第一恒压充电阶段、均衡充电阶段和第二恒压充电阶段；在各个充电阶段分别检测磷酸铁锂电池内各单体电池的状态，并根据检测到的各单体电池的状态，顺次在预充电阶段、恒流充电阶段、第一恒压充电阶段、均衡充电阶段和第二恒压充电阶段中利用充电机进行磷酸铁锂电池的充电。本发明能够克服磷酸铁锂电池在成组串联使用时的短板效应以及工艺差异，有效延长磷酸铁锂电池的使用寿命，具有较大的实用价值。

Description

一种用于磷酸铁锂电池的充电方法
技术领域
本发明属于新能源应用技术领域，具体涉及一种用于磷酸铁锂电池的充电方法。
背景技术
随着锂离子蓄电池的快速发展，性能达到使用要求的单体电池串联成组后，由于缺乏有效的管理，电池组安全性大幅下降，使用寿命大幅缩短，甚至发生电池燃烧、***等恶性事故，这促使人们对锂离子电池组的充电管理方法进行深入探索和研究。为了确保磷酸铁锂电池全寿命周期的管理，增加电池的活性，避免充电过程出现大的冲击，在其整体生命周期过程中，选择合适的充电模式极为重要。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，能够克服磷酸铁锂电池在成组串联使用时的短板效应以及工艺差异，有效延长磷酸铁锂电池的使用寿命，具有较大的实用价值。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，包括：
设置五个顺次排列的充电阶段，所述五个充电阶段分别为预充电阶段、恒流充电阶段、第一恒压充电阶段、均衡充电阶段和第二恒压充电阶段；
在预充电阶段，检测所述磷酸铁锂电池中各个单体电池的状态，若磷酸铁锂电池中至少有一个单体电池的电压低于预充电电压门槛值，则利用充电机对所述磷酸铁锂电池进行预充电，直至将所有低于预充电电压门槛值的单体电池充至预充电电压门槛值以上为止；
在恒流充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以电流恒流进行充电，直至充到设定的恒压值为止；
在第一恒压充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以第一电压恒压进行充电，直至充到设定的第一恒压值为止；
在均衡充电阶段，判断磷酸铁锂电池中单体电池最高电压与最低电压差值是否超过均衡压差阈值，若超过则进行能量转移式均衡充电，直至各个单体电池的电压差控制在均衡压差阈值范围内；
在第二恒压充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以第二电压恒压进行充电，直至充到设定的第二恒压值为止。
作为本发明的进一步改进，所述预充电电压门槛值为3.2V。
作为本发明的进一步改进，在恒流充电阶段，还包括：
当出现有单体电池电压超过保护上限值，则充电机会终止恒流充电，并跳过第一恒压充电阶段，提前进入均衡充电阶段。
作为本发明的进一步改进，所述在恒流充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以电流恒流进行充电，直至充到设定的恒压值为止，具体为：
在恒流充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以17.6A电流恒流进行充电，直至充到单体电池电压为3.5V为止。
作为本发明的进一步改进，所述利用充电机对磷酸铁锂电池以第一电压恒压进行充电，直至充到设定的第一恒压值为止，具体为：
利用充电机对磷酸铁锂电池以第一电压恒压进行充电，直至各单体电池电压为3.65V为止。
作为本发明的进一步改进，在第一恒压充电阶段，充电电流按照马斯规律逐渐减小，当减小至1.5A，默认充电进入浮充阶段，则此时停止恒压充电，进入均衡充电阶段充电；若在此阶段，有单体电池电压超过充电保护上限值，则充电机会终止恒压充电，提前进入均衡充电阶段。
作为本发明的进一步改进，所述均衡压差阈值为20mA；所述能量转移式均衡充电为将电压高的单体电池中的能量转到电压低的单体电池中去，直至各个单体电池的电压差控制在均衡压差阈值范围内。
作为本发明的进一步改进，利用充电机对磷酸铁锂电池以第二电压恒压进行充电，直至充到设定的第二恒压值为止，具体为：
利用充电机对磷酸铁锂电池以第二电压恒压进行充电，直至各单体电池电压为3.75V为止。
作为本发明的进一步改进，在第二恒压充电阶段，充电电流按照马斯规律逐渐减小，当减小至1.5A时，默认充电进入浮充阶段，则此时停止充电，整个充电过程结束；若在此阶段，有单体电池电压超过保护上限值，则终止恒压充电，再次进入均衡充电阶段，直至各个单体电池的电压差控制在均衡压差阈值范围内，最后再以第二电压恒压对磷酸铁锂电池进行恒压充电，直至将磷酸铁锂电池充满为止。
作为本发明的进一步改进，所述充电保护上限值为3.75V。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提出一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，能够克服磷酸铁锂电池在成组串联使用时的短板效应以及工艺差异，有效延长磷酸铁锂电池的使用寿命，具有较大的实用价值。
附图说明
图1为本发明一种实施例的充电阶段示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明提出了一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，包括以下步骤：
(1)设置五个顺次排列的充电阶段，所述五个充电阶段分别为预充电阶段、恒流充电阶段、第一恒压充电阶段、均衡充电阶段和第二恒压充电阶段；
(2)在预充电阶段，检测所述磷酸铁锂电池中各个单体电池的状态，若磷酸铁锂电池中至少有一个单体电池的电压低于预充电电压门槛值，则利用充电机对所述磷酸铁锂电池进行预充电，直至将所有低于预充电电压门槛值的单体电池充至预充电电压门槛值以上为止；在本发明的优选实施例中，所述预充电电压门槛值为3.2V；预充电阶段主要针对有单体电池因过放导致欠压而对其进行小电流能量补充的过程，设置3.2V的预充电压门槛值主要是为了验证“预充电”这个过程；
(3)在恒流充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以电流恒流进行充电，直至充到设定的恒压值为止；在本发明的优选实施例中，具体为：在恒流充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以17.6A电流恒流进行充电，直至充到单体电池电压为3.5V为止；
进一步地，在本发明的优选实施例中，在恒流充电阶段，还包括：
当出现有单体电池电压超过保护上限值，则充电机会终止恒流充电，并跳过第一恒压充电阶段，提前进入均衡充电阶段。所述保护上限值为3.75V；
(4)在第一恒压充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以第一电压恒压进行充电，直至充到设定的第一恒压值为止；在本发明的一种具体实施例中，具体为：
利用充电机对磷酸铁锂电池以第一电压恒压进行充电，直至各单体电池电压为3.65V为止。
进一步地，在本发明的优选实施例中，在第一恒压充电阶段，还包括：
充电电流按照马斯规律逐渐减小，当减小至1.5A，默认充电进入浮充阶段，则此时停止恒压充电，进入均衡充电阶段充电；若在此阶段，有单体电池电压超过充电保护上限值，则充电机会终止恒压充电，提前进入均衡充电阶段；所述充电保护上限值为3.75V；
(5)在均衡充电阶段，判断磷酸铁锂电池中单体电池最高电压与最低电压差值是否超过均衡压差阈值，若超过则进行能量转移式均衡充电，直至各个单体电池的电压差控制在均衡压差阈值范围内；优选地，所述均衡压差阈值为20mA；所述能量转移式均衡充电为将电压高的单体电池中的能量转到电压低的单体电池中去，直至各个单体电池的电压差控制在均衡压差阈值范围内，其中，所述能量转移式均衡充电的过程为现有技术，因此，本申请中不做过多的赘述；
(6)在第二恒压充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以第二电压恒压进行充电，直至充到设定的第二恒压值为止，在本发明的一种具体实施例中，具体为：
利用充电机对磷酸铁锂电池以第二电压恒压进行充电，直至各单体电池电压为3.75V为止。
进一步地，在第二恒压充电阶段，充电电流按照马斯规律逐渐减小，当减小至1.5A时，默认充电进入浮充阶段，则此时停止充电，整个充电过程结束；若在此阶段，有单体电池电压超过保护上限值，则终止恒压充电，再次进入均衡充电阶段，直至各个单体电池的电压差控制在均衡压差阈值范围内，最后再以第二电压恒压对磷酸铁锂电池进行恒压充电，直至将磷酸铁锂电池充满为止；所述充电保护上限值为3.75V。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，其特征在于，包括：
设置五个顺次排列的充电阶段，所述五个充电阶段分别为预充电阶段、恒流充电阶段、第一恒压充电阶段、均衡充电阶段和第二恒压充电阶段；
在预充电阶段，检测所述磷酸铁锂电池中各个单体电池的状态，若磷酸铁锂电池中至少有一个单体电池的电压低于预充电电压门槛值，则利用充电机对所述磷酸铁锂电池进行预充电，直至将所有低于预充电电压门槛值的单体电池充至预充电电压门槛值以上为止；
在恒流充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以电流恒流进行充电，直至充到设定的恒压值为止；
在第一恒压充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以第一电压恒压进行充电，直至充到设定的第一恒压值为止；
在均衡充电阶段，判断磷酸铁锂电池中单体电池最高电压与最低电压差值是否超过均衡压差阈值，若超过则进行能量转移式均衡充电，直至各个单体电池的电压差控制在均衡压差阈值范围内；
在第二恒压充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以第二电压恒压进行充电，直至充到设定的第二恒压值为止。
2.根据权利要求1所述的一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，其特征在于：所述预充电电压门槛值为3.2V。
3.根据权利要求1所述的一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，其特征在于：在恒流充电阶段，还包括：
当出现有单体电池电压超过保护上限值，则充电机会终止恒流充电，并跳过第一恒压充电阶段，提前进入均衡充电阶段。
4.根据权利要求3所述的一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，其特征在于：所述在恒流充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以电流恒流进行充电，直至充到设定的恒压值为止，具体为：
在恒流充电阶段，利用充电机对磷酸铁锂电池以17.6A电流恒流进行充电，直至充到单体电池电压为3.5V为止。
5.根据权利要求1所述的一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，其特征在于：利用充电机对磷酸铁锂电池以第一电压恒压进行充电，直至充到设定的第一恒压值为止，具体为：利用充电机对磷酸铁锂电池以第一电压恒压进行充电，直至各单体电池电压为3.65V为止。
6.根据权利要求5所述的一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，其特征在于：在第一恒压充电阶段，充电电流按照马斯规律逐渐减小，当减小至1.5A，默认充电进入浮充阶段，则此时停止恒压充电，进入均衡充电阶段充电；若在此阶段，有单体电池电压超过充电保护上限值，则充电机会终止恒压充电，提前进入均衡充电阶段。
7.根据权利要求1所述的一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，其特征在于：所述均衡压差阈值为20mA；所述能量转移式均衡充电为将电压高的单体电池中的能量转到电压低的单体电池中去，直至各个单体电池的电压差控制在均衡压差阈值范围内。
8.根据权利要求1所述的一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，其特征在于：利用充电机对磷酸铁锂电池以第二电压恒压进行充电，直至充到设定的第二恒压值为止，具体为：利用充电机对磷酸铁锂电池以第二电压恒压进行充电，直至各单体电池电压为3.75V为止。
9.根据权利要求8所述的一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，其特征在于：在第二恒压充电阶段，充电电流按照马斯规律逐渐减小，当减小至1.5A时，默认充电进入浮充阶段，则此时停止充电，整个充电过程结束；若在此阶段，有单体电池电压超过保护上限值，则终止恒压充电，再次进入均衡充电阶段，直至各个单体电池的电压差控制在均衡压差阈值范围内，最后再以第二电压恒压对磷酸铁锂电池进行恒压充电，直至将磷酸铁锂电池充满为止。
10.根据权利要求4、6或9中任一项所述的一种用于磷酸铁锂电池的充电方法，其特征在于：所述充电保护上限值为3.75V。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111106404A (zh) * 2019-11-29 2020-05-05 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种磷酸铁锂电池浮充优化方法
CN111301225A (zh) * 2019-12-05 2020-06-19 常州机电职业技术学院 通用均衡充电***及通用均衡充电方法
CN111766525A (zh) * 2020-06-02 2020-10-13 深圳市瑞能达科技有限公司 磷酸铁锂电池电荷容量测定方法及充电方法
CN111817397A (zh) * 2020-07-21 2020-10-23 闵紫辰 防过充控制方法、装置和存储介质
CN113489082A (zh) * 2021-05-31 2021-10-08 上海航天电源技术有限责任公司 一种锂电池组充电方法及***
CN113904417A (zh) * 2021-11-04 2022-01-07 东莞光亚智能科技有限公司 一种串联电池单体恒压化成分容***及其控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1200204A (zh) * 1995-10-24 1998-11-25 松下电器产业株式会社 恒流和恒压充电器
CN104377396A (zh) * 2014-11-07 2015-02-25 惠州市亿能电子有限公司 一种锂电池组充电方法
CN105024411A (zh) * 2014-04-17 2015-11-04 中国科学院沈阳自动化研究所 一种智能动力锂离子电池管理***及其充电控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1200204A (zh) * 1995-10-24 1998-11-25 松下电器产业株式会社 恒流和恒压充电器
CN105024411A (zh) * 2014-04-17 2015-11-04 中国科学院沈阳自动化研究所 一种智能动力锂离子电池管理***及其充电控制方法
CN104377396A (zh) * 2014-11-07 2015-02-25 惠州市亿能电子有限公司 一种锂电池组充电方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111106404A (zh) * 2019-11-29 2020-05-05 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种磷酸铁锂电池浮充优化方法
CN111301225A (zh) * 2019-12-05 2020-06-19 常州机电职业技术学院 通用均衡充电***及通用均衡充电方法
CN111301225B (zh) * 2019-12-05 2021-02-09 常州机电职业技术学院 通用均衡充电***及通用均衡充电方法
CN111766525A (zh) * 2020-06-02 2020-10-13 深圳市瑞能达科技有限公司 磷酸铁锂电池电荷容量测定方法及充电方法
CN111817397A (zh) * 2020-07-21 2020-10-23 闵紫辰 防过充控制方法、装置和存储介质
CN111817397B (zh) * 2020-07-21 2021-06-08 珠海智融科技有限公司 防过充控制方法、装置和存储介质
CN113489082A (zh) * 2021-05-31 2021-10-08 上海航天电源技术有限责任公司 一种锂电池组充电方法及***
CN113904417A (zh) * 2021-11-04 2022-01-07 东莞光亚智能科技有限公司 一种串联电池单体恒压化成分容***及其控制方法

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