CN113497280B - 锂电池的充电控制方法、装置、可读存储介质及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种锂电池的充电控制方法、装置、可读存储介质及电子设备。包括：分别获取锂电池在第一温度下的循环次数与剩余容量的第一关系、以及在第二温度下的循环次数与剩余容量的第二关系；根据第一关系和第二关系，在蓄电池的充电温度范围内确定锂电池在不同温度下的最优使用时长；以预设温度下的最优使用时长为基准时长，根据基准时长、不同温度下的最优使用时长以及预设周期，计算锂电池在预设周期内其平均温度下的有效使用时长；累计在每一预设周期内其平均温度下的有效使用时长，以得到锂电池的总有效使用时长；在总有效使用时长大于或等于所述基准时长时，降低锂电池的充电上限电压。如此，可延长锂电池使用寿命，发挥锂电池最优性能。

Description

锂电池的充电控制方法、装置、可读存储介质及电子设备
技术领域
本公开涉及锂电池技术领域，具体地，涉及一种锂电池的充电控制方法、装置、可读存储介质及电子设备。
背景技术
现今的锂电池是一种锂离子在正负极多孔材料间来回嵌入脱出的“摇椅”电池，锂电池生产过程中通过简单短时间的充电化成工艺“激活”锂电池，即在负极活性材料颗粒表面形成SEI膜(solid electrolyte interphase，固体电解质膜)；SEI膜是一层导离子不导电子的复合电解质层，在初期的化成过程中，特别是现今在追求高能量密度和高倍率的情况下，如此时间短充电机制简单的化成工步很难全面充分的让SEI形成和覆盖。所以现今的锂电池在使用过程中，其衰减特性会呈现初期衰减较快，衰减的那部分不可逆锂用以进一步形成SEI膜，使其对活性颗粒的包裹更为彻底和充分，这个SEI膜初期完善的过程中衰减减缓(SEI膜越来越完整充分，成膜反应也就慢慢减缓，不可逆锂的消耗速率也在减缓)，可以称此锂电池初期衰减过程为SEI膜的完善过程，与此同时还发生着SEI膜因为颗粒间相互的应力作用(锂离子的嵌入脱出，材料结构的膨胀收缩导致)产生裂痕甚至部分剥离脱落，SEI膜破裂或者剥离脱落的活性颗粒区域会进行重新成膜，也会加速不可逆锂的消耗，称此过程为SEI膜修复重建过程。
通常情况下，通过降低充电截止电压可以延缓活性材料结构的衰降，所以对以上出现的锂电池容量衰减特性可以采用降充电截止电压的方案来减缓容量的衰减速率，延长锂电池的使用寿命。相关技术中，多是直接利用电池组保护板测量仪持续累计电池使用时长，到达设置定值后，限制充电上限电压，以实现降低电池的衰减速率。但是，相关技术中，累计电池使用时长采用的是线性累加方式，没有全面考虑到锂电池的使用环境对其循环衰减特性的影响，因此，无法准确地确定降低充电上限电压的时机以发挥电池最优性能。
发明内容
本公开的目的是提供一种锂电池的充电控制方法、装置、可读存储介质及电子设备，以准确地确定降低充电上限电压的时机，延长锂电池的使用寿命。
为了实现上述目的，本公开提供一种锂电池的充电控制方法，包括：
分别获取锂电池在第一温度下的循环次数与剩余容量的第一关系、以及在第二温度下的循环次数与剩余容量的第二关系；
根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内确定所述锂电池在不同温度下的最优使用时长；
以预设温度下的最优使用时长为基准时长，根据所述基准时长、所述不同温度下的最优使用时长以及预设周期，计算所述锂电池在所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长；
累计在每一所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长，以得到所述锂电池的总有效使用时长；
在所述总有效使用时长大于或等于所述基准时长时，降低所述锂电池的充电上限电压。
可选地，所述以预设温度下的最优使用时长为基准时长，根据所述基准时长、所述不同温度下的最优使用时长以及预设周期，计算所述锂电池在所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长，包括：
确定预设温度下的最优使用时长，并将该预设温度下的最优使用时长确定为基准时长；
根据所述不同温度下的最优使用时长，确定所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长；
根据所述基准时长与所述平均温度下的最优使用时长的比值、以及所述预设周期，确定所述锂电池在所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长。
可选地，所述根据所述不同温度下的最优使用时长，确定所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长，包括：
根据所述不同温度下的最优使用时长，确定所述锂电池在所述充电温度范围内的温度与最优使用时长的第三关系；
利用所述第三关系，确定所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长。
可选地，所述不同温度包括N个温度，N为大于2的整数，且N个所述温度至少包括所述锂电池的常温范围的下限温度；
所述根据所述不同温度下的最优使用时长，确定所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长，包括：
根据N个所述温度，将所述充电温度范围划分为N个子温度范围，其中，每一所述子温度范围的下限温度为N个温度中一者，并且任意两个所述子温度范围的交集为空；
将所述平均温度所属的子温度范围的下限温度下的最优使用时长，确定为所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长。
可选地，所述根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内确定所述锂电池在不同温度下的最优使用时长，包括：
根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内，分别确定所述锂电池在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系；
根据所述第四关系，确定所述锂电池在不同温度中每一温度下的最优使用时长，以得到不同温度下的最优使用时长。
可选地，所述根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内，分别确定所述锂电池在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系，包括：
根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内，分别确定在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的第五关系，并根据该每一温度下的所述第五关系确定循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系，以得到在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系。
可选地，所述方法还包括：
分别获取锂电池在所述第一温度下的循环次数和剩余容量、以及在所述第二温度下的循环次数与剩余容量；
对在所述第一温度下的循环次数和剩余容量进行拟合，以确定所述第一关系，以及，对在所述第二温度下的循环次数和剩余容量进行拟合，以确定所述第二关系。
可选地，所述在所述总有效使用时长大于或等于所述基准时长时，降低所述锂电池的充电上限电压，包括：
在所述总有效使用时长每达到所述基准时长的整数倍时，降低一次所述锂电池的充电上限电压。
本公开第二方面还提供一种锂电池的充电控制装置，包括：
第一获取模块，用于分别获取锂电池在第一温度下的循环次数与剩余容量的第一关系、以及第二温度下的循环次数与剩余容量的第二关系；
确定模块，用于根据所述第一关系和所述第二关系，在所述蓄电池的充电温度范围内确定所述锂电池在不同温度下的最优使用时长；
计算模块，用于以预设温度下的最优使用时长为基准时长，根据所述基准时长、所述不同温度下的最优使用时长以及预设周期，计算所述锂电池在所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长；
统计模块，用于累计在每一所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长，以得到所述锂电池的总有效使用时长；
调整模块，用于在所述总有效使用时长大于或等于所述基准时长时，降低所述锂电池的充电上限电压。
可选地，所述计算模块包括：
第一确定子模块，用于确定预设温度下的最优使用时长，并将该预设温度下的最优使用时长确定为基准时长；
第二确定子模块，用于根据所述不同温度下的最优使用时长，确定所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长；
第三确定子模块，用于根据所述基准时长与所述平均温度下的最优使用时长的比值、以及所述预设周期，确定所述锂电池在所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长。
可选地，第二确定子模块，还用于根据所述不同温度下的最优使用时长，确定所述锂电池在在所述充电温度范围内的温度与最优使用时长的第三关系；利用所述第三关系，确定所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长。
可选地，所述不同温度包括N个温度，N为大于2的整数，且N个所述温度至少包括所述锂电池的常温范围的下限温度；所述第二确定子模块，还用于根据N个所述温度，将所述充电温度范围划分为N个子温度范围，其中，每一子温度范围的下限温度为N个温度中一者，并且任意两个所述子温度范围的交集为空；将所述平均温度所属的子温度范围的下限温度下的最优使用时长，确定为所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长。
可选地，所述第一关系和所述第二关系均以函数表示；
所述确定模块包括：
第四确定子模块，用于根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内，分别确定所述锂电池在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系；
第五确定子模块，用于根据所述第四关系，确定所述锂电池在不同温度中每一温度下的最优使用时长，以得到不同温度下的最优使用时长。
可选地，所述第四确定子模块，用于根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内，分别确定在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的第五关系，并根据该每一温度下的所述第五关系确定循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系，以得到在不同温度中每一温度下的循环次数与所述剩余容量衰减率的变化率的第四关系。
可选地，所述装置还包括：
第二获取模块，用于分别获取锂电池在所述第一温度下的循环次数和剩余容量、以及在所述第二温度下的循环次数与剩余容量；
拟合模块，用于对在所述第一温度下的循环次数和剩余容量进行拟合，以确定所述第一关系，以及，对在所述第二温度下的循环次数和剩余容量进行拟合，以确定所述第二关系。
可选地，所述调整模块，还用于在所述总有效使用时长每达到所述基准时长的整数倍时，降低一次所述锂电池的充电上限电压。
本公开第三方面还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第一方面所提供的所述方法的步骤。
本公开第四方面还提供一种电子设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开第一方面所提供的所述方法的步骤。
采用上述技术方案，根据每一预设周期内其平均温度下的有效使用时长，统计锂电池的总有效使用时长，并在该总有效时长大于或等于基准时长时，降低锂电池的充电上限电压。如此，在统计锂电池的总有效使用时长时，考虑到了不同温度对循环衰减特性的影响，可以准确地确定出降低充电上限电压的时机，进而可延长锂电池使用寿命，以及发挥锂电池最优性能。并且，通过第一温度下的第一关系和第二温度下的第二关系，即可确定出不同温度下的最优使用时长，可以减少实验次数，以及记录循环次数和剩余容量的工作量。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种锂电池的充电控制方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的拟合后的第一关系曲线和第二关系曲线的示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种确定最优使用时长的流程图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种剩余容量衰减率的曲线的示意图。
图5是根据另一示例性实施例示出的一种剩余容量衰减率曲线的示意图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种剩余容量衰减率的变化率曲线的示意图。
图7是根据一示例性实施例示出的一种计算锂电池的有效使用时长的流程图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种温度与最优使用时长的第三关系曲线的示意图。
图9是根据一示例性实施例示出的一种锂电池的充电控制装置的框图。
图10是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
从锂电池的循环衰减特性曲线及以上机理分析看出，锂电池循环初期的容量衰减主要来自SEI膜的完善过程，这个过程使锂电池容量的衰减速率减缓，直到后期SEI膜修复重建过程转为主要影响因素，这时候锂电池的衰减速率则开始加速向下，且越来越快，此时表面活性材料的结构或SEI膜结构已经出现不稳定征兆，在出现第二阶段因为SEI膜加速破坏并修复重建的阶段，则需要开始或提前对此施加抑制手段。
依据以上分析，找出锂电池容量衰减率的拐点，在拐点之前执行降低充电上限电压的操作，在经过多次循环后衰减率又达到接近初始衰减率时再施加一次降电压的操作，或者通过数学建模进行优化的方式优化得到第二次降电压的节点(模型中多次循环后衰减率达到初始衰减率时的衰减曲线近似一条抛物线并以最高点形成轴对称，因而发生的时间近似是衰减率曲线达到最高点时的2倍)。本发明依据以上对锂电池的特性分析，提供一种锂电池的充电控制方法、装置、可读存储介质及电子设备，以准确评估控制充电上限电压的时机，进而延长锂电池使用寿命。
图1是根据一示例性实施例示出的一种锂电池的充电控制方法的流程图，该方法可以应用于具有处理能力的电子设备中，例如电池管理***BMS(Battery ManagementSystem)等。如图1所示，该方法可以包括步骤11至步骤14。
在步骤11中，分别获取锂电池在第一温度下的循环次数与剩余容量的第一关系、以及在第二温度下的循环次数与剩余容量的第二关系。
其中，第一温度和第二温度可以是电池的充电温度范围内的任意温度，第一温度与第二温度不同。并且，第一温度可以包括一个或者多个温度，第二温度也可以包括一个或多个温度，需要说明的是，在包括多个温度的情况下，第一温度所包括的多个温度不同，第二温度包括的多个温度也不同。此外，在无特殊说明的情况下，该充电温度范围为锂电池充电时的环境温度范围。
在一种优选实施例中，考虑到锂电池在常温下充电和高温下充电时电池特性并不完全相同，为了确保基于第一关系和第二关系确定的在不同温度下的最优使用时长的准确性，在本公开中，第一温度可以是锂电池充电时的环境温度为常温范围内的任意温度，第二温度可以是锂电池充电时的环境温度为高温范围内的任意温度。
在该实施例中，可以首先确定锂电池的常温范围和高温范围。考虑到为了避免发生事故，锂电池对其充电过程中的温度相对于其放电过程中的温度要求较为严格，因此，在本公开中锂电池的常温范围、高温范围可以分别是锂电池在充电过程中的常温范围、高温范围。示例地，该常温范围可以为[20℃，30℃]，高温范围可以为(30℃，60℃]，第一温度可以为25℃，第二温度可以为40℃，等等。本公开对此不作具体限定，只要保证第一温度为常温范围内的温度、第二温度为高温范围内的温度即可。
此外，在第一温度下的循环次数和剩余容量的第一关系、在第二温度下的循环次数和剩余容量的第二关系，可以通过以下方式确定。
首先，分别获取锂电池在第一温度下的循环次数和剩余容量、以及在第二温度下的循环次数和剩余容量。需要说明的是，在获取循环次数和剩余容量之前，技术人员需要选取一锂电池，并记录该锂电池在循环充放电的过程中的循环次数和剩余容量。示例地，选择4.4V的锂电池，分别记录该锂电池在第一温度25℃下1000次循环过程中的剩余容量，以及在第二温度40℃下800次循环过程中的剩余容量。如图2所示，为了提高所记录的数据的准确度，在本公开中，在第一温度25℃下，分别采用第一电芯模型和第二电芯模型对该4.4V的锂电池进行充放电循环，分别记录1000次循环过程中的剩余容量。在第二温度40℃下，分别采用第三电芯模型、第四电芯模型和第五电芯模型对该4.4V的锂电池进行充放电循环，分别记录800次循环过程中的剩余容量。在图2中，曲线a、曲线b分别表征采用第一电芯模型、第二电芯模型对该4.4V的锂电池进行充放电循环时记录的1000次循环过程中的剩余容量；曲线c、曲线d、曲线e分别表征采用第三电芯模型、第四电芯模型、第五电芯模型对该4.4V的锂电池进行充放电循环时记录的800次循环过程中的剩余容量。
接着，对在第一温度下的循环次数和剩余容量进行拟合，以确定第一关系，以及，对在第二温度下的循环次数和剩余容量进行拟合，以确定第二关系。
在本公开中，可以采用拟合方法确定第一关系和第二关系，其中，该拟合方法可以为最小二乘曲线拟合法、在MATLAB中也可以用polyfit来拟合多项式，等等。本公开对此不作具体限定。
其中，该第一关系、第二关系可以以函数形式表示。拟合后的第一关系、第二关系的函数可以如公式(1)所示：
Figure BDA0002418347940000111
其中，x表征循环次数，f1(x)、f2(x)表征剩余容量。示例地，在该实施例中，可以通过MATLAB进行拟合以得到第一关系和第二关系的曲线以及各自对应的函数表达式。例如，在MATLAB的命令窗口中输入上述所记录的在第一温度下的循环次数和剩余容量，另外，在循环次数和剩余容量数量较多时，可以从excel，txt等文件中导入MATLAB中。之后，调用polyfit函数，对上述导入的在第一温度下的循环次数和剩余容量进行拟合，即可得到第一关系的曲线和第一关系的函数表达式，也即是，确定出第一关系的函数表达式的各个系数。同样地，可以按照该方法确定出第二关系的函数表达式的各个系数。所确定出的公式(1)中各系数的数值可以如表1所示。
表1
Figure BDA0002418347940000112
第一关系、第二关系也可以以曲线形式表示。如图2所示，曲线1为拟合后的第一关系曲线，曲线2为拟合后的第二关系曲线。需要说明的是，在图2中，在第一温度25℃下仅示出了拟合后的3000次循环，在第二温度40℃下仅示出了拟合后的2350次循环。根据实际需求，还可以示出更多或更少次数的循环，本公开对此不作具体限定。
在步骤12中，根据第一关系和第二关系，在锂电池的充电温度范围内确定锂电池在不同温度下的最优使用时长。
其中，最优使用时长为剩余容量衰减率的变化率为0时的时长。该充电温度范围的下限温度、上限温度分别为常温范围的下限温度、高温范围的上限温度。
根据上述步骤中的常温范围和高温范围，可以确定出该锂电池的充电温度范围。示例地，沿用上述例子，该锂电池的充电温度范围可以为[20℃，60℃]。
此外，考虑到拟合第一温度下的第一关系、第二温度下的第二关系时，需要获取大量的循环次数和剩余容量，若针对每一温度均按照上述方式拟合循环次数和剩余容量的关系，则需要多次实验，并记录大量的循环次数和剩余容量，导致实验和记录的工作量较大，因此，在本公开中，可以仅根据记录的在第一温度下的循环次数与剩余容量确定第一关系，根据记录的在第二温度下的循环次数与剩余容量确定第二关系。之后，再根据第一关系和第二关系，在锂电池的充电温度范围内确定不同温度下的剩余容量衰减率的变化率为0的时长，并将该时长作为最优使用时长。其中，不同温度的数量越大后续所统计的锂电池的总有效使用时长就越准确。
在步骤13中，以预设温度下的最优使用时长为基准时长，根据基准时长、不同温度下的最优使用时长以及预设周期，计算锂电池在预设周期内其平均温度下的有效使用时长。
在步骤14中，累计在每一预设周期内其平均温度下的有效使用时长，以得到锂电池的总有效使用时长。
诚如背景技术所言，相关技术中采用线性累加方式累计电池使用时长，没有全面考虑到锂电池的使用温度对其循环衰减特性的影响。因此，在本公开中，以预设温度下的最优使用时长为基准时长、基于不同温度下的最优使用时长以及预设周期，计算锂电池在预设周期内其平均温度下的有效使用时长。即，在统计该有效使用时长时考虑到了不同温度对循环衰减特性的影响。
在步骤15中，在总有效使用时长大于或等于基准时长时，降低锂电池的充电上限电压。
如上所述，在总有效使用时长等于基准时长时，该剩余容量衰减率的变化率为0，即，该总有效使用时长为该锂电池容量衰减率的拐点的横坐标，此时可以降低充电上限电压，以延长锂电池使用寿命。优选地，在总有效使用时长每达到基准时长的整数倍时，降低一次锂电池的充电上限电压。如此，可以进一步延长锂电池使用寿命。
需要说明的是，考虑充电上限电压越小，电池能量就越小，对电池充电的频率就越高，因此，为了保证用户使用锂电池的体验，在公开中，优先地，仅对一锂电池进行两次降低充电上限电压的操作。示例地，在总有效使用时长达到基准时长时，对该锂电池进行一次降低充电上限电压的操作，在总有效使用时长达到两倍的基准时长时，对该锂电池进行再次降低充电上限电压的操作，之后，即便是总有效使用时长达到三、四倍等的基准时长时，也不再对锂电池进行降低充电上限电压的操作。
采用上述技术方案，根据锂电池进行再次降低充电上限电压的操作，统计锂电池的总有效使用时长，并在该总有效际时长大于或等于基准时长时，降低锂电池的充电上限电压。如此，在统计锂电池的总有效使用时长时，考虑到了不同温度对循环衰减特性的影响，可以准确地确定出降低充电上限电压的时机，进而可延长锂电池使用寿命，以及发挥锂电池最优性能。并且，通过第一温度下的第一关系和第二温度下的第二关系，即可确定出不同温度下的最优使用时长，可以减少实验次数，以及记录循环次数和剩余容量的工作量。
下面针对步骤12中的根据第一关系和所述第二关系，在锂电池的充电温度范围内确定锂电池在不同温度下的最优使用时长进行说明。
如图3所示，在第一关系和第二关系均以函数表示的情况下，图1中的步骤12可以包括步骤121至步骤122。
在步骤121中，根据第一关系和第二关系，在锂电池的充电温度范围内，分别确定锂电池在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系。
在一种实施例中，可以根据第一关系和第二关系，确定不同温度中的每一温度下的循环次数与剩余容量的关系。示例地，基于关系式(2)，分别确定出不同温度下的循环次数与剩余容量的关系：
Figure BDA0002418347940000141
其中，f(x，Ti)表征第i个温度下的循环次数与剩余容量的关系，f1(x)表征第一温度T1下的循环次数与剩余容量的第一关系，f2(x)征第二温度T2下的循环次数与剩余容量的第二关系，Ti表征第i个温度，其中，i小于或等于不同温度的数量。
之后，对不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量的关系函数进行一阶求导，以得到不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的第五关系函数，并对根据该每一温度下的第五关系函数再次进行求导，以得到不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系。
在另一种实施例中，可以首先对第一关系函数、第二关系函数求导，以得到第一温度下的剩余容量衰减率和第二温度下的剩余容量衰减率。示例地，以第一温度为25℃，第二温度该40℃为例，对公式(1)中的函数进行求导计算，得到常温25℃的剩余容量衰减率和高温40℃的剩余容量衰减率函数如公式(3)所示，以及常温25℃的剩余容量衰减率和高温40℃的剩余容量衰减率的曲线如图4所示，其中，图4中，曲线3为常温25℃的剩余容量衰减率曲线，曲线6为高温40℃的剩余容量衰减率的曲线。
Figure BDA0002418347940000151
之后，根据在第一温度下的剩余容量衰减率和在第二温度下的剩余容量衰减率，基于公式(4)，分别确定出不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的第五关系：
Figure BDA0002418347940000152
示例地，假设不同温度包括25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃。根据公式(4)，分别确定出上述不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的第五关系，其中，该第五关系的函数如公式(5)所示，该第五关系的曲线如图5所示，在图5中，曲线3至曲线10分别为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃下的剩余容量的变化率曲线。
Figure BDA0002418347940000153
需要说明的是，在本公开中不同温度还可以是其他的温度，不同温度的数量还可以是10、20等等。
确定出上述第五关系之后，对该第五关系函数再次进行求导，以得到循15环次数与所述剩余容量衰减率的变化率的第四关系。其中，该第四关系的函数如公式(6)所示，该第四关系的曲线如图6所示，在图6中，曲线11至曲线18分别为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃下的剩余容量衰减率的变化率曲线。
Figure BDA0002418347940000161
在又一种实施例中，首先对第一关系函数、第二关系函数求二阶导，以得到第一温度下的剩余容量衰减率的变化率和第二温度下的剩余容量衰减率的变化率的关系。接着，利用插值法，得到不同温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系。其中，利用插值法得到不同温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系与上述方式相似，此处不再详细赘述。
采用上述实施例中的任一实施例确定出不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系，可以减少实验次数、以及记录的循环次数和剩余容量的工作量。
在步骤122中，根据第四关系，确定锂电池在不同温度中每一温度下的最优使用时长。
示例地，沿用上述例子，根据上述公式(6)和/或图6，确定剩余容量衰减率的变化率为0时对应的循环次数，在不同温度下，剩余容量衰减率的变化率为0的最优循环次数如表2所示。
表2
温度 25℃ 30℃ 35℃ 40℃
最优循环次数 417 333 271 222
温度 45℃ 50℃ 55℃ 60℃
最优循环次数 183 152 125 103
需要说明的是，结合锂电池所在终端的实际使用情况，通常一天对应一次充放电循环，因此，可以进一步将表2中的最优循环次数转换成最优使用时长，如表3所示。需要说明的是，表3中示出的最优使用时长为大概的使用时长，并不是精确的时长。
表3
温度 25℃ 30℃ 35℃ 40℃
最优使用时长 10000h 8000h 6500h 5333h
温度 45℃ 50℃ 55℃ 60℃
最优使用时长 4400h 3636h 3000h 2462h
下面针对步骤13中的以预设温度下的最优使用时长为基准时长，根据基准时长、不同温度下的最优使用时长以及预设周期，计算锂电池在预设周期内其平均温度下的有效使用时长进行详细说明。
如图7所示，图1中的步骤13可以包括步骤131至步骤133。
在步骤131中，确定预设温度下的最优使用时长，并将该预设温度下的最优使用时长确定为基准时长。其中，预设温度为锂电池的充电温度范围内的任一温度，优选地，可以是常温范围内的任一温度。
在本公开中，该基准时长为预设温度下的最优使用时长。示例地，如表3所示，若预设温度为25℃，则基准时长即为10000h。
在步骤132中，根据不同温度下的最优使用时长，确定锂电池在预设周期内的平均温度下的最优使用时长。
可以利用现有技术确定预设周期内的平均温度。在确定出该预设周期内的平均温度之后，基于该平均温度确定锂电池在平均温度下的最优使用时长。其中，该预设周期可以为1小时，即，每隔1小时，确定该1小时内的平均温度。
在一种实施例中，上述不同温度包括N个温度，该N个温度至少包括锂电池的常温范围内的下限温度，根据该N个温度，将充电温度范围划分为多个子温度范围，其中，每一子温度范围的下限温度为N个温度中的一者，并且任意两个子温度范围的交集为空。示例地，继续沿用上述例子，根据该N个温度，可以将充电温度范围划分为[25℃，30℃)、[30℃，35℃)、[35℃，40℃)、[40℃，45℃)、[45℃，50℃)、[50℃，55℃)、[55℃，60℃]。
将平均温度所属的子温度范围的下限温度下的最优使用时长，确定为平均温度下的最优使用时长。示例地，假设平均温度为42℃，则该平均温度的最优使用时长即为温度40℃的最优使用时长5333h。
但是，在该实施例中，由于将子温度范围的下限温度下的最优使用时长确定为位于一个子温度范围内的不同温度的最优使用时长，因此，所确定的不同温度下的最优使用时长准确度较低。
在另一种实施例中，根据不同温度下的最优使用时长，确定在锂电池的充电温度范围内的温度与最优使用时长的第三关系。示例地，基于上述所确定的N个温度下的最优使用时长，通过拟合方法确定温度与最优使用时长的第三关系，该第三关系的曲线如图8中的曲线19所示。在确定出第三关系之后，查询该第三关系(如图8所示)，可以确定出该平均温度下的最优使用时长。
需要说明的是，在该实施例中，在预设温度不为上述N个温度中的温度时，可以根据第三关系确定预设温度下的最优使用时长，并将该最优使用时长确定为基准时长。
在按照上述实施例中的任一实施例，确定出平均温度的最优使用时长后，执行步骤133。
在步骤133中，根据基准时长与平均温度下的最优使用时长的比值、以及预设周期，确定锂电池在预设周期内其平均温度下的有效使用时长。
在本公开中，可以根据基准时长与平均温度下的最优使用时长的比值、以及预设周期，确定锂电池在预设周期内其平均温度下的有效使用时长。具体地，基准时长与平均温度下的最优使用时长的比值可以通过
Figure BDA0002418347940000191
表示，其中，h(To)表征预设温度下的最优使用时长，即基准时长，h(Ti)表征该平均温度下的最优使用时长，在确定出上述比值之后，可以将该比值与预设周期相乘，以得到锂电池在预设周期内其平均温度下的有效使用时长。示例地，沿用上述例子，假设预设温度为25℃，当前预设周期内的平均温度为40℃，则基准时长和平均温度下的最优使用时长的比值为
Figure BDA0002418347940000192
即，若预设周期为1小时，且该1小时内的平均温度为，则锂电池在该1小时内其平均温度为40℃下的有效使用时长为1.9小时，即，平均温度为40℃的1小时，相当于平均温度为25℃的1.9小时。同样地，若预设周期为2小时，且该2小时内的平均温度为40℃，则锂电池在该2小时内其平均温度为40℃下的有效使用时长为3.8小时，等等。
最后，累计在每一预设周期内其平均温度下的有效使用时长，以得到锂电池的总有效使用时长。
按照上述方式，每隔预设周期确定该预设周期内的平均温度，并基于基准时长与该平均温度下的最优使用时长的比值、以及预设周期，确定锂电池在预设周期内其平均温度下的有效使用时长，最后，将在每一预设周期内其平均温度下的有效使用时长累加，以得到锂电池的总有效使用时长。如此，相较于相关技术中，仅是简单的将锂电池的使用时长累加，本公开考虑到了不同温度对循环衰减特性的影响，可以准确地确定降低充电上限电压的时机，进而可以延长锂电池使用寿命，以发挥锂电池最优性能。
基于同一发明构思，本公开还提供一种锂电池的充电控制装置。图9是根据一示例性实施例示出的一种锂电池的充电控制装置的框图。如图9所示，该装置可以包括：
第一获取模块91，用于分别获取锂电池在第一温度下的循环次数与剩余容量的第一关系、以及第二温度下的循环次数与剩余容量的第二关系；
确定模块92，用于根据所述第一关系和所述第二关系，在所述蓄电池的充电温度范围内确定所述锂电池在不同温度下的最优使用时长；
计算模块93，用于以预设温度下的最优使用时长为基准时长，根据所述基准时长、所述不同温度下的最优使用时长以及预设周期，计算所述锂电池在所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长；
统计模块94，用于累计在每一所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长，以得到所述锂电池的总有效使用时长；
调整模块95，用于在所述总有效使用时长大于或等于所述基准时长时，降低所述锂电池的充电上限电压。
可选地，所述计算模块93可以包括：
第一确定子模块，用于确定预设温度下的最优使用时长，并将该预设温度下的最优使用时长确定为基准时长；
第二确定子模块，用于根据所述不同温度下的最优使用时长，确定所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长；
第三确定子模块，用于根据所述基准时长与所述平均温度下的最优使用时长的比值、以及所述预设周期，确定所述锂电池在所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长。
可选地，第二确定子模块，还用于根据所述不同温度下的最优使用时长，确定所述锂电池在在所述充电温度范围内的温度与最优使用时长的第三关系；利用所述第三关系，确定所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长。
可选地，所述不同温度包括N个温度，N为大于2的整数，且N个所述温度至少包括所述锂电池的常温范围的下限温度；所述第二确定子模块，还用于根据N个所述温度，将所述充电温度范围划分为N个子温度范围，其中，每一子温度范围的下限温度为N个温度中一者，并且任意两个所述子温度范围的交集为空；将所述平均温度所属的子温度范围的下限温度下的最优使用时长，确定为所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长。
可选地，所述第一关系和所述第二关系均以函数表示；
所述确定模块92可以包括：
第四确定子模块，用于根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内，分别确定所述锂电池在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系；
第五确定子模块，用于根据所述第四关系，确定所述锂电池在不同温度中每一温度下的最优使用时长，以得到不同温度下的最优使用时长。
可选地，所述第四确定子模块，还用于根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内，分别确定在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的第五关系，并根据该每一温度下的所述第五关系确定循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系，以得到在不同温度中每一温度下的循环次数与所述剩余容量衰减率的变化率的第四关系。
可选地，所述装置还可以包括：
第二获取模块，用于分别获取锂电池在所述第一温度下的循环次数和剩余容量、以及在所述第二温度下的循环次数与剩余容量；
拟合模块，用于对在所述第一温度下的循环次数和剩余容量进行拟合，以确定所述第一关系，以及，对在所述第二温度下的循环次数和剩余容量进行拟合，以确定所述第二关系。
可选地，所述调整模块，还用于在所述总有效使用时长每达到所述基准时长的整数倍时，降低一次所述锂电池的充电上限电压。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图10是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。如图10所示，该电子设备1000可以包括：处理器1001，存储器1002。该电子设备1000还可以包括多媒体组件1003，输入/输出(I/O)接口1004，以及通信组件1005中的一者或多者。
其中，处理器1001用于控制该电子设备1000的整体操作，以完成上述的锂电池的充电控制方法中的全部或部分步骤。存储器1002用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备1000的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备1000上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器1002可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件1003可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器1002或通过通信组件1005发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口1004为处理器1001和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件1005用于该电子设备1000与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件1005可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。
在一示例性实施例中，电子设备1000可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的锂电池的充电控制方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的锂电池的充电控制方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器1002，上述程序指令可由电子设备1000的处理器1001执行以完成上述的锂电池的充电控制方法。
在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的锂电池的充电控制方法的代码部分。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种锂电池的充电控制方法，其特征在于，包括：
分别获取锂电池在第一温度下的循环次数与剩余容量的第一关系、以及在第二温度下的循环次数与剩余容量的第二关系；
根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内，分别确定所述锂电池在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系；根据所述第四关系，确定所述锂电池在不同温度中每一温度下的最优使用时长，以得到不同温度下的最优使用时长；其中，所述第一关系和所述第二关系均以函数表示，所述最优使用时长为剩余容量衰减率的变化率为0的时长；
确定预设温度下的最优使用时长，并将该预设温度下的最优使用时长确定为基准时长；根据所述不同温度下的最优使用时长，确定所述锂电池在预设周期内的平均温度下的最优使用时长；确定所述基准时长与所述平均温度下的最优使用时长的比值，将该比值与所述预设周期的乘积确定为所述锂电池在所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长；
累计在每一所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长，以得到所述锂电池的总有效使用时长；
在所述总有效使用时长大于或等于所述基准时长时，降低所述锂电池的充电上限电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述不同温度下的最优使用时长，确定所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长，包括：
根据所述不同温度下的最优使用时长，确定所述锂电池在所述充电温度范围内的温度与最优使用时长的第三关系；
利用所述第三关系，确定所述锂电池在所述预设周期内的平均温度下的最优使用时长。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内，分别确定所述锂电池在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系，包括：
根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内，分别确定在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的第五关系，并根据该每一温度下的所述第五关系确定循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系，以得到所述锂电池在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
分别获取锂电池在所述第一温度下的循环次数和剩余容量、以及在所述第二温度下的循环次数与剩余容量；
对在所述第一温度下的循环次数和剩余容量进行拟合，以确定所述第一关系，以及，对在所述第二温度下的循环次数和剩余容量进行拟合，以确定所述第二关系。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述总有效使用时长大于或等于所述基准时长时，降低所述锂电池的充电上限电压，包括：
在所述总有效使用时长每达到所述基准时长的整数倍时，降低一次所述锂电池的充电上限电压。
6.一种锂电池的充电控制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于分别获取锂电池在第一温度下的循环次数与剩余容量的第一关系、以及第二温度下的循环次数与剩余容量的第二关系；
确定模块，用于根据所述第一关系和所述第二关系，在所述锂电池的充电温度范围内，分别确定所述锂电池在不同温度中每一温度下的循环次数与剩余容量衰减率的变化率的第四关系；根据所述第四关系，确定所述锂电池在不同温度中每一温度下的最优使用时长，以得到不同温度下的最优使用时长；其中，所述第一关系和所述第二关系均以函数表示，所述最优使用时长为剩余容量衰减率的变化率为0的时长；
计算模块，用于确定预设温度下的最优使用时长，并将该预设温度下的最优使用时长确定为基准时长；根据所述不同温度下的最优使用时长，确定所述锂电池在预设周期内的平均温度下的最优使用时长；确定所述基准时长与所述平均温度下的最优使用时长的比值，将该比值与所述预设周期的乘积确定为所述锂电池在所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长；
统计模块，用于累计在每一所述预设周期内其平均温度下的有效使用时长，以得到所述锂电池的总有效使用时长；
调整模块，用于在所述总有效使用时长大于或等于所述基准时长时，降低所述锂电池的充电上限电压。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
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