CN112164836A - 一种脉冲充电方法、装置及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及蓄电池充电领域，具体涉及一种基于蓄电池充满后的脉冲充电方法、装置及***。所述脉冲充电方法包括步骤：在蓄电池充电完成后，不切断充电输出且采用不同时序脉冲、涓流对蓄电池维持充电，以修复蓄电池并补充蓄电池自放电所损耗的电能。本发明通过采用脉冲涓流对蓄电池维持充电，满足当前蓄电池充满电的状态，不会由于蓄电池过冲引起的危险或电池异常，以及通过脉冲涓流对蓄电池维持充电，提高蓄电池的使用寿命，降低蓄电池的虚电量，提高蓄电池的实电量，对蓄电池进行电能冲击，通过高频振荡清晰极板上的附作物，让附作物重新进入蓄电池的化学反应中。

Description

一种脉冲充电方法、装置及***

技术领域

本发明涉及蓄电池充电领域，具体涉及一种基于蓄电池充满后的脉冲充电方法、装置及***。

背景技术

充电器有很多，如铅酸蓄电池充电器、阀控密封铅酸蓄电池的测试与监测、镉镍电池充电器、镍氢电池充电器、锂离子电池充电器、便携式电子设备锂离子电池充电器、锂离子电池保护电路充电器、电动车蓄电池充电器、车充等。

充电是使用充电电池的重要步骤，适当合理的充电对延长电池寿命很有好处，而不恰当的充电将会对电池寿命有很大影响。例如，市场上的大部分充电器均为三段式充电模式，包括预充、快充和最后慢充，一般通过时间或电压进行模式阶段的调整，不能够智能甄别电池的状态，以及，为了避免充爆电池(电瓶)，定时切断电源(输出电源)，虽然能够预防对电池不断充电导致电池异常，但是由于电池具有自放电特性，在充满电到使用电池的时间内存在消耗部分电能的弊端，在实际使用过程中，出现电池充不满的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于蓄电池充满后的脉冲充电方法、装置及***，解决在充满电到使用电池的时间内存在消耗部分电能的弊端，在实际使用过程中，出现电池充不满的情况的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种脉冲充电方法，所述脉冲充电方法包括步骤：在蓄电池充电完成后，不切断充电输出且采用不同时序脉冲、涓流对蓄电池维持充电，以修复蓄电池并补充蓄电池自放电所损耗的电能。

其中，较佳方案是：所述不切断充电输出且采用不同时序脉冲、涓流对蓄电池维持充电的步骤包括：修复步骤，采用脉冲电流修复蓄电池；涓充步骤，采用脉冲涓流为蓄电池充电；停充模式，采用脉冲涓流补充蓄电池自放电所损耗的电能。

其中，较佳方案是：所述修复步骤采用电压为14.1V、脉冲时序为充200ms停100ms的脉冲电流修复蓄电池，修复的最大时间不超过1.5小时；所述涓充步骤采用电压为13.85V、脉冲时序为充300ms停200ms的脉冲涓流为蓄电池充电，充电的最大时间不超过4小时；所述停充模式采用电压为13.45V、脉冲时序为充300ms停500ms的脉冲涓流补充蓄电池自放电所损耗的电能；所述电压、脉冲时序和修复最大时间具有10％以内的数值变化。

其中，较佳方案是：所述停充模式还包括关闭充电设备的风扇。

其中，较佳方案是：所述脉冲充电方法的步骤还包括：在浮充阶段采用高压脉冲电能充电，直至蓄电池充电完成后降低电能的电压，并采用脉冲涓流对蓄电池维持充电。

其中，较佳方案是：所述脉冲充电方法的步骤还包括：根据蓄电池充满后的电压，选择可维持蓄电池满电零损耗的电压作为对蓄电池维持充电的电压。

其中，较佳方案是：所述脉冲充电方法的步骤还包括：设置多个档位，每一档位设定一对蓄电池维持充电的电压数值，根据蓄电池充满后的电压选择对应档位的电压数值。

其中，较佳方案是：所述脉冲充电方法的步骤还包括：设置维持充电的最大时间，并对蓄电池维持充电的时间超过最大时间时切断充电电能。

其中，较佳方案是：所述脉冲充电方法的步骤还包括：设置间隔时间，在切断充电电能后再经过间隔时间，重新导通充电电能，采用脉冲涓流对蓄电池维持充电。

其中，较佳方案是：所述脉冲充电方法的步骤还包括：设置触发条件，在蓄电池维持充电时触发了触发条件，切断充电电能；其中，所述触发条件包括电池温度异常、电池电流异常、电池电压异常、电池电量异常、充电设备温度异常、充电设备电流异常、充电设备电压异常和充电设备电量异常中的至少一种。

其中，较佳方案是：，所述脉冲充电方法的步骤还包括：若切断充电电能，发出警报，并且上报到云端或指定的用户终端。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种脉冲充电装置，包括可实现所述的脉冲充电方法的主控单元，以及分别于主控单元连接的电源适配单元和电源输出单元，所述电源适配单元在主控单元控制下将输入的电能转化为符合脉冲充电方法要求的电能，并从电源输出单元中输出。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明在完成正常为蓄电池进行脉冲充电后，即在蓄电池充电完成后，与现有的充电方式不同，现有充电方式是切断充电电能或维持当前充电模式继续为蓄电池充电，前者虽然安全但容易由于蓄电池自放电导致在使用过程中电量不满，后者虽然可以解决电量不满问题但长时间对充满电后的蓄电池进行充电容易导致危险及电池异常，不切断充电电能，且采用脉冲涓流对蓄电池维持充电，以修复蓄电池并补充蓄电池自放电所损耗的电能，一方面，通过采用脉冲涓流对蓄电池维持充电，满足当前蓄电池充满电的状态，不会由于蓄电池过冲引起的危险或电池异常，另一方面，通过脉冲涓流对蓄电池维持充电，提高蓄电池的使用寿命，降低蓄电池的虚电量，提高蓄电池的实电量，对蓄电池进行电能冲击，通过高频振荡清晰极板上的附作物，让附作物重新进入蓄电池的化学反应中，还能将极板的蜂窝孔打通，进一步提高铅酸电池的充电效率以及电池容量上限，提高整体性能；进一步地，通过三个步骤，采用脉冲电流、涓流对蓄电池进行修复及维持充电，以补充蓄电池因老化问题引起的充电电压虚高以及补充电池自放电所损耗的电能，修复电池、充实电池、恢复电池容量，让电池具有最大容量的恢复。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明种脉冲充电方法的流程示意图；

图2是本发明不切断充电输出且采用不同时序脉冲、涓流对蓄电池维持充电的流程示意图；

图3是本发明基于充电电压的脉冲充电方法的流程示意图；

图4是本发明基于最大时间和间隔时间的脉冲充电方法的流程示意图；

图5是本发明基于触发条件的脉冲充电方法的流程示意图；

图6是本发明脉冲充电装置的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1所示，本发明提供一种脉冲充电方法的优选实施例

一种脉冲充电方法，所述脉冲充电方法包括步骤：

步骤S10、充电设备正常为蓄电池进行脉冲充电；

步骤S20、在蓄电池充电完成后，不切断充电输出且采用不同时序脉冲、涓流对蓄电池维持充电，以修复蓄电池并补充蓄电池自放电所损耗的电能。

具体地，为蓄电池进行脉冲充电一般分成几个充电阶段，如开始阶段、快速充电阶段、后期阶段和浮充阶段，蓄电池在每个充电阶段中均有着其独特特点，对其充电方式均不同，以满足在此阶段安全快速充电，提高充电效率以及蓄电池的寿命。在完成正常为蓄电池进行脉冲充电后，即在蓄电池充电完成后，与现有的充电方式不同(现有充电方式是切断充电电能或维持当前充电模式继续为蓄电池充电，前者虽然安全但容易由于蓄电池自放电导致在使用过程中电量不满，后者虽然可以解决电量不满问题但长时间对充满电后的蓄电池进行充电容易导致危险及电池异常)，不切断充电电能，且采用脉冲涓流对蓄电池维持充电，以修复蓄电池并补充蓄电池自放电所损耗的电能。

一方面，通过采用脉冲涓流对蓄电池维持充电，满足当前蓄电池充满电的状态，不会由于蓄电池过冲引起的危险或电池异常(电流小，电能仅仅作为蓄电池自放电损耗的补充)；另一方面，通过脉冲涓流对蓄电池维持充电，提高蓄电池的使用寿命，降低蓄电池的虚电量，提高蓄电池的实电量(对蓄电池进行电能冲击，通过高频振荡清晰极板上的附作物，让附作物重新进入蓄电池的化学反应中，还能将极板的蜂窝孔打通，进一步提高铅酸电池的充电效率以及电池容量上限，提高整体性能)。

在本实施例中，脉冲涓流的脉冲占空比应足够小，降低脉冲电能的占空比，可以大大缓解蓄电池内部的压力，且降低充电的热量，以将蓄电池的温度维持在预设范围内，不仅提高了蓄电池的寿命，还能避免蓄电池过热进入温度失衡状态，引起不必要的损失，特别是在最后蓄电池充满电的前提下，对充电电能参数要极大要求，不然容易导致满电状态蓄电池内部的稳定不平衡。

如图2所示，本发明提供不切断充电输出且采用不同时序脉冲、涓流对蓄电池维持充电的较佳实施例。

所述不切断充电输出且采用不同时序脉冲、涓流对蓄电池维持充电的步骤包括：

步骤S21、修复步骤，采用脉冲电流修复蓄电池；

步骤S22、涓充步骤，采用脉冲涓流为蓄电池充电；

步骤S23、停充模式，采用脉冲涓流补充蓄电池自放电所损耗的电能。

具体地，所述修复步骤采用电压为14.1V、脉冲时序为充200ms停100ms的脉冲电流修复蓄电池，修复的最大时间不超过1.5小时；所述涓充步骤采用电压为13.85V、脉冲时序为充300ms停200ms的脉冲涓流为蓄电池充电，充电的最大时间不超过4小时；所述停充模式采用电压为13.45V、脉冲时序为充300ms停500ms的脉冲涓流补充蓄电池自放电所损耗的电能；所述电压、脉冲时序和修复最大时间具有10％以内的数值变化。

优选地，所述停充模式还包括关闭充电设备的风扇。

通过三个步骤，采用脉冲电流、涓流对蓄电池进行修复及维持充电，以补充蓄电池因老化问题引起的充电电压虚高以及补充电池自放电所损耗的电能，修复电池、充实电池、恢复电池容量。为保护电池和修复老化或部分老化的电池，充电模式由MCU控制分三个阶段调整。

如图3所示，本发明还提供基于充电电压的脉冲充电方法的较佳实施例。

所述脉冲充电方法的步骤还包括：

步骤S101、在浮充阶段采用高压脉冲电能充电；

步骤S201、直至蓄电池充电完成后降低电能的电压，并采用脉冲涓流对蓄电池维持充电。

相对于步骤S10和步骤S20，步骤S101和步骤S201重点描述电压在电池充满前后的变化，以满足充电满后的蓄电池维持电充状态的需求，且不会导致蓄电池异常或危险，根据蓄电池充满后的电压，选择可维持蓄电池满电零损耗的电压作为对蓄电池维持充电的电压。

具体地，设置多个档位，每一档位设定一对蓄电池维持充电的电压数值，根据蓄电池充满后的电压选择对应档位的电压数值。根据蓄电池在充满电后的电压数值，判断并选择适合的档位，需要在维持充满电后蓄电池的饱满状态和防止充满电后蓄电池在续充时产生参数异常的问题的两者中进行平衡。优选地，设置低电压档位、中电压档位和高电压档位，以满足不同电压的蓄电池，优选通过检测电池电压值的方式获取蓄电池充满后的电压，也可以通过检测电池编号获取电池型号，以获取蓄电池充满后的电压。

如图4所示，本发明提供基于最大时间和间隔时间的脉冲充电方法的较佳实施例。

所述脉冲充电方法的步骤还包括：

步骤S311、设置维持充电的最大时间；

步骤S32、并对蓄电池维持充电的时间超过最大时间时切断充电电能。

进一步地，还包括步骤：

步骤S312、设置间隔时间；

步骤S33、在切断充电电能后再经过间隔时间，重新导通充电电能，采用脉冲涓流对蓄电池维持充电。

具体地，为了解决过长时间对蓄电池充电导致蓄电池异常，设置维持充电的最大时间，即通过实验室确认不同型号蓄电池最大持续充电时间，并设定一个会进入危险状态的最大时间，对蓄电池维持充电的时间超过最大时间时切断充电电能，以确保蓄电池能够安全退出充电状态，降低自身温度和消除自身化学反应。

并且，再设定一个间隔时间，可重新采用脉冲涓流对蓄电池维持充电，可以在非常长的时间中，既能保持电池电量充足，也能防止电池异常，提高用户体验，实现“无限”满电量，即让充电后的蓄电池长时间保持满电量状态。

如图5所示，本发明提供基于触发条件的脉冲充电方法的较佳实施例。

所述脉冲充电方法的步骤还包括：

步骤S41、设置触发条件；

步骤S42、在蓄电池维持充电时触发了触发条件，切断充电电能；

其中，所述触发条件包括电池温度异常、电池电流异常、电池电压异常、电池电量异常、充电设备温度异常、充电设备电流异常、充电设备电压异常和充电设备电量异常中的至少一种。

具体地，不仅仅会在长时间对蓄电池充电导致蓄电池异常，还会在各种意外情况下，也可能导致蓄电池异常，周期性性获取蓄电池状态参数，以及充电设备的状态参数，当对应状态参数出现异常时，例如蓄电池的电池温度异常、电池电流异常、电池电压异常、电池电量异常，也例如充电设备的充电设备温度异常、充电设备电流异常、充电设备电压异常和充电设备电量异常；在蓄电池维持充电时触发了触发条件，切断充电电能，当然，此时就不继续在间隔时间后重新采用脉冲涓流对蓄电池维持充电，以防止异常状态是由于硬件问题导致的。

进一步地，所述脉冲充电方法的步骤还包括：

步骤S43、若切断充电电能，发出警报；

步骤S44、上报到云端或指定的用户终端。

具体地，由于触发了触发条件，可能是硬件导致的问题，也可能会引起较大的安全问题，因此，需要进行警报处理，通知人员注意，别是增加上报到云端或指定的用户终端，为了进行远程通知，及时发现意外。

如图6所示，本发明提供脉冲充电装置的较佳实施例。

一种脉冲充电装置包括可实现所述的脉冲充电方法的主控单元，以及分别于主控单元220连接的电源适配单元210和电源输出单元230，所述电源适配单元210在主控单元220控制下将输入的电能转化为符合脉冲充电方法要求的电能，并从电源输出单元230中输出。

具体地，主控单元220控制电源适配单元210将从电源100中输入的电能转化为符合脉冲充电方法要求的电能，从电源输出单元230中输出，为蓄电池300进行脉冲充电，主控单元220在蓄电池300充电完成后，不切断电源输出单元230的充电电能且控制电源适配单元210将电能转化为脉冲涓流，从电源输出单元230中输出对蓄电池300维持充电，以补充蓄电池300自放电所损耗的电能。

进一步地，本实施例还提供一种脉冲充电***，包括所述的脉冲充电装置和蓄电池300，所述脉冲充电装置为蓄电池300充电，通过脉冲充电装置为对应的蓄电池300进行充电。

以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。

Claims (10)

1.一种脉冲充电方法，其特征在于，所述脉冲充电方法包括步骤：在蓄电池充电完成后，不切断充电输出且采用不同时序脉冲、涓流对蓄电池维持充电，以修复蓄电池并补充蓄电池自放电所损耗的电能。

2.根据权利要求1所述的脉冲充电方法，其特征在于，所述不切断充电输出且采用不同时序脉冲、涓流对蓄电池维持充电的步骤包括：

修复步骤，采用脉冲电流修复蓄电池；

涓充步骤，采用脉冲涓流为蓄电池充电；

停充模式，采用脉冲涓流补充蓄电池自放电所损耗的电能。

3.根据权利要求2所述的脉冲充电方法，其特征在于，所述修复步骤采用电压为14.1V、脉冲时序为充200ms停100ms的脉冲电流修复蓄电池，修复的最大时间不超过1.5小时；

所述涓充步骤采用电压为13.85V、脉冲时序为充300ms停200ms的脉冲涓流为蓄电池充电，充电的最大时间不超过4小时；

所述停充模式采用电压为13.45V、脉冲时序为充300ms停500ms的脉冲涓流补充蓄电池自放电所损耗的电能；

所述电压、脉冲时序和修复最大时间具有10％以内的数值变化。

4.根据权利要求2或3所述的脉冲充电方法，其特征在于，所述停充模式还包括关闭充电设备的风扇。

5.根据权利要求1所述的脉冲充电方法，其特征在于，所述脉冲充电方法的步骤还包括：在浮充阶段采用高压脉冲电能充电，直至蓄电池充电完成后降低电能的电压，并采用脉冲涓流对蓄电池维持充电。

6.根据权利要求5所述的脉冲充电方法，其特征在于，所述脉冲充电方法的步骤还包括：根据蓄电池充满后的电压，选择可维持蓄电池满电零损耗的电压作为对蓄电池维持充电的电压。

7.根据权利要求6所述的脉冲充电方法，其特征在于，所述脉冲充电方法的步骤还包括：设置多个档位，每一档位设定一对蓄电池维持充电的电压数值，根据蓄电池充满后的电压选择对应档位的电压数值。

8.根据权利要求1所述的脉冲充电方法，其特征在于，所述脉冲充电方法的步骤还包括：设置维持充电的最大时间，并对蓄电池维持充电的时间超过最大时间时切断充电电能；设置间隔时间，在切断充电电能后再经过间隔时间，重新导通充电电能，采用脉冲涓流对蓄电池维持充电。

9.根据权利要求1所述的脉冲充电方法，其特征在于，所述脉冲充电方法的步骤还包括：设置触发条件，在蓄电池维持充电时触发了触发条件，切断充电电能；若切断充电电能，发出警报，并且上报到云端或指定的用户终端；其中，所述触发条件包括电池温度异常、电池电流异常、电池电压异常、电池电量异常、充电设备温度异常、充电设备电流异常、充电设备电压异常和充电设备电量异常中的至少一种。

10.一种脉冲充电装置，其特征在于：包括可实现如权利要求1-9任一所述的脉冲充电方法的主控单元，以及分别于主控单元连接的电源适配单元和电源输出单元，所述电源适配单元在主控单元控制下将输入的电能转化为符合脉冲充电方法要求的电能，并从电源输出单元中输出。

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