CN114284585A - 电池的充电方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池的充电方法及***,包括如下步骤:步骤S1:根据电池的脉冲周期设置充电参数,利用所述充电参数对电池进行脉冲充电;步骤S2:根据电池的脉冲周期设置放电参数,利用所述放电参数对电池进行脉冲放电;步骤S3:循环执行步骤S1的脉冲充电和步骤S2的脉冲放电,直至电池的充电量达到预定目标。本发明当前充电方式可以提高充电速度,可以避免析锂,特别是低SOC段的析锂,且可以有效地控制电池极化,减少电池充电中的容量衰减。
Description
技术领域
本发明涉及电池充电的技术领域,具体地,涉及一种电池的充电方法及***。
背景技术
目前,使用最为广泛的充电技术为恒流恒压充电。即对电池以恒定电流充电至截止电压后,再在截止电压下进行恒压充电。但是,由于电池本身存在一定内阻,恒流恒压充电会使电池极化不断累积。电池极化是指电池有电流通过,使电池偏离平衡电极电位的现象。电池极化会影响电池的充电速度。
公开号为CN113571790A的中国发明专利文献公开了一种锂离子电池的充电方法,锂离子电池所处环境温度为-10℃至-40℃,依次包括以下步骤:步骤一、间隙性脉冲充电至电池容量的电池20%至30%;步骤二、恒流阶段;充电倍率为0.5C-1C,截止条件为电池上限电压;步骤三、恒压阶段;充电截止条件为0.05C。
针对上述中的相关技术,发明人认为在以恒定电流充电的过程中,电池的极化积累现象越来越严重,降低了电池的充电速度,因此,控制和消除极化现象是实现对电池进行快速和高效充电的关键。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种电池的充电方法及***。
根据本发明提供的一种电池的充电方法,包括如下步骤:
步骤S1:根据电池的脉冲周期设置充电参数,利用所述充电参数对电池进行脉冲充电;
步骤S2:根据电池的脉冲周期设置放电参数,利用所述放电参数对电池进行脉冲放电;
步骤S3:循环执行步骤S1的脉冲充电和步骤S2的脉冲放电,直至电池的充电量达到预定目标。
优选的,在所述步骤S1中,根据N个脉冲周期设置N组充电参数,所述充电参数包括脉冲充电电流和脉冲充电时间;
利用所述脉冲充电电流和脉冲充电时间,对电池进行N个脉冲周期的脉冲充电,直至电池的总充电量达到预设目标。
优选的,在所述步骤S1中,当电池SOC态低于预定值时,当前脉冲周期的脉冲充电电流大于前一个脉冲周期的脉冲充电电流;
当电池SOC态高于预定值时,当前脉冲周期的脉冲充电电流小于前一个脉冲周期的脉冲充电电流。
优选的,在所述步骤S1中,当电池SOC态低于预定值时,各脉冲周期的电流Ii符合公式:
其中,X1和Y1是SOC系数;W1是温度系数;e表示自然常数;SOC0为电池石墨负极第二嵌锂平台起始SOC;SOCi为电池第i个脉冲周期充电前SOC,Ti代表电池第i个脉冲周期充电开始时的环境温度;Ii表示第i个脉冲周期的脉冲充电电流;1≤i≤n<N;n表示将电池从当前SOC态脉冲充电至高于预设SOC态时所需要的最少脉冲周期数。
优选的,在所述步骤S1中,当电池SOC态高于预定值时,各脉冲周期的电流Ij符合公式:
其中,X2、Y2和V是SOC系数;W2是温度系数;SOCj为电池第j个脉冲周期充电前SOC,Tj代表电池第j个脉冲周期充电开始时的环境温度;Ij表示第j个脉冲周期的脉冲充电电流;n+1≤j≤N。
优选的,在所述步骤S2中,所述放电参数还包括脉冲放电电流和脉冲放电时间,利用所述脉冲放电电流和脉冲放电时间对电池进行N个脉冲周期的脉冲放电。
优选的,在所述步骤S3中,利用第k个脉冲周期的脉冲充电电流和脉冲充电时间对电池进行第k个脉冲周期的脉冲充电;利用第k个脉冲周期的脉冲放电电流和脉冲放电时间对电池进行第k个脉冲周期的脉冲放电;
其中,第k个脉冲周期的脉冲充电电流大于等于第k个脉冲周期的脉冲放电电流;第k个脉冲周期的脉冲充电时间大于等于第k个脉冲周期的脉冲放电时间;1≤k≤N。
根据本发明提供的一种电池的充电***,包括如下模块:
模块M1:根据电池的脉冲周期设置充电参数,利用所述充电参数对电池进行脉冲充电;
模块M2:根据电池的脉冲周期设置放电参数,利用所述放电参数对电池进行脉冲放电;
模块M3:循环执行模块M1的脉冲充电和模块M2的脉冲放电,直至电池的充电量达到预定目标。
优选的,在所述模块M1中,根据N个脉冲周期设置N组充电参数,所述充电参数包括脉冲充电电流和脉冲充电时间;
利用所述脉冲充电电流和脉冲充电时间,对电池进行N个脉冲周期的脉冲充电,直至电池的总充电量达到预设目标。
优选的,在所述模块M1中,当电池SOC态低于预定值时,当前脉冲周期的脉冲充电电流大于前一个脉冲周期的脉冲充电电流;
当电池SOC态高于预定值时,当前脉冲周期的脉冲充电电流小于前一个脉冲周期的脉冲充电电流。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明当前充电方式可以提高充电速度;
2、本发明当前充电方式可以避免析锂,特别是低SOC段的析锂;
3、本发明当前充电方式可以有效地控制电池极化,减少电池充电中的容量衰减。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例公开了一种电池的充电方法,如图1所示,包括如下步骤:步骤S1:根据电池的脉冲周期设置充电参数,利用所述充电参数对电池进行脉冲充电,直至电池达到预定的充电时间或者电池的电压达到充电截止电压。
根据N个脉冲周期设置N组充电参数,充电参数包括脉冲充电电流和脉冲充电时间;N包括大于等于2的整数。利用脉冲充电电流和脉冲充电时间,对电池进行N个脉冲周期的脉冲充电,直至电池的总充电量达到预设目标。
利用充电参数,即利用脉冲充电电流和脉冲充电时间,对电池进行N个脉冲周期的脉冲充电,直至电池的电压达到预设充电截止电压。当电池SOC态低于预定值时,即当电池SOC态低于电池石墨负极第二嵌锂平台起始点时,当前脉冲周期的脉冲充电电流大于前一个脉冲周期的脉冲充电电流。第i个脉冲周期的脉冲充电电流大于第i-1个脉冲周期的脉冲充电电流,i为整数,且2≤i≤N,在此阶段,脉冲充电电流是逐步增大的。当电池SOC态高于预定值时,即当电池SOC态高于电池石墨负极第二嵌锂平台起始点时,当前脉冲周期的脉冲充电电流小于前一个脉冲周期的脉冲充电电流。第i个脉冲周期的脉冲充电电流小于第i-1个脉冲周期的脉冲充电电流,i为整数,且2≤i≤N,在此阶段,脉冲充电电流是逐步减小的。SOC英文全称为State of Charge,中文译文为荷电状态。其中预定值为电池石墨负极第二嵌锂平台起始点。
当电池SOC态低于预定值时,即当电池SOC态低于电池石墨负极第二嵌锂平台起始点时,电池充电能力较弱,此时脉冲充电电流逐渐增加。各脉冲周期的电流Ii符合公式:
其中,X1和Y1是SOC系数;W1是温度系数;X1、Y1、W1分别为大于或等于0的常数;e表示自然常数;SOC0为电池石墨负极第二嵌锂平台起始SOC;SOCi为电池第i个脉冲周期充电前SOC;Ti代表电池第i个脉冲周期充电开始时的环境温度;Ii表示第i个脉冲周期的脉冲充电电流;其中,1≤i≤n<N,i为整数。n表示将电池从当前SOC态脉冲充电至高于预设SOC态时所需要的最少脉冲周期数。石墨负极有第一、第二、第三嵌锂平台,第二嵌锂平台是指第二个嵌锂平台,或者说负极石墨开始生成2阶锂离子-石墨层间化合物的电位。
当电池SOC态高于预定值时,即当电池SOC态高于电池石墨负极第二嵌锂平台起始点时,电池的充电能力随着SOC的增加逐渐降低,
各脉冲周期的电流Ij符合公式:
其中,X2、Y2和V是SOC系数;W2是温度系数;X2、Y2、W2分别为大于或等于0的常数;e表示自然常数;SOCj为电池第j个脉冲周期充电前SOC,Tj代表电池第j个脉冲周期充电开始时的环境温度;Ij表示第j个脉冲周期的脉冲充电电流;n+1≤j≤N,j为整数。当电池以电池SOC态低于预定值时的周期数将电池从当前SOC态脉冲充电至高于预设SOC态时,则在当电池SOC态高于预定值时的周期数至少为n+1。
其中,脉冲充电时间一般在0.1秒~60秒之间,优选在2秒~10秒之间。
步骤S2:根据电池的脉冲周期设置放电参数,利用放电参数对电池进行脉冲放电。以预设放电电流对电池进行脉冲放电,直至达到预设的放电时间。放电参数还包括脉冲放电电流和脉冲放电时间,利用所述脉冲放电电流和脉冲放电时间对电池进行N个脉冲周期的脉冲放电。
步骤S3:循环执行步骤S1的脉冲充电和步骤S2的脉冲放电,直至电池的充电量达到预定目标,即循环执行步骤S1和S2直至总充电量达到预设目标。利用第k个脉冲周期的脉冲充电电流和脉冲充电时间对电池进行第k个脉冲周期的脉冲充电;利用第k个脉冲周期的脉冲放电电流和脉冲放电时间对电池进行第k个脉冲周期的脉冲放电。其中第k个脉冲周期的脉冲充电电流大于等于第k个脉冲周期的脉冲放电电流;第k个脉冲周期的脉冲充电时间大于等于第k个脉冲周期的脉冲放电时间;其中,1≤k≤N。
利用第k个脉冲周期的脉冲充电电流和脉冲充电时间以及第k个脉冲周期的脉冲放电电流和脉冲放电时间,对电池进行第k个脉冲周期的脉冲充电以及放电,直至达到对应的预设的时间。其中第k个脉冲周期的脉冲充电电流和脉冲充电时间均大于等于第k个脉冲周期的脉冲放电电流和脉冲放电时间。
利用第k个脉冲周期的脉冲充电电流和第k个脉冲周期的脉冲放电电流,对电池进行第k个脉冲周期的脉冲充电以及放电,直至电池的电压达到第k个脉冲周期的预设充电截止电压,k为整数,且1≤k≤N。其中,脉冲放电时间一般在0.01秒~20秒之间,优选地在0.5秒~2秒之间。
可在第k个脉冲周期脉冲充电和第k个脉冲周期脉冲放电之间按照需要增加或不增加一个静置阶段,以及第k个脉冲周期脉冲放电和第k+1个脉冲周期脉冲充电之间按照需要增加或不增加一个静置阶段,k为整数,且1≤k≤N。
脉冲周期包括脉冲充电阶段、脉冲放电阶段和零到两个静置阶段。静置阶段是指不对电池进行任何充放电的阶段。利用第k个脉冲周期的的脉冲充电电流和第k个脉冲周期的脉冲放电电流,对电池进行第k个脉冲周期的脉冲充电的步骤,若包括两个静置阶段:在第k个脉冲周期的脉冲充电阶段以第k个脉冲周期的脉冲充电电流对电池进行充电;在第k个脉冲周期的第一静置阶段将电池静置;在第k个脉冲周期的脉冲放电阶段以第k个脉冲周期的脉冲放电电流对电池进行放电;在第k个脉冲周期的第二静置阶段将电池静置。
为了提高电池的充电速度,可以采用脉冲充电的方法对电池进行充电。以恒定的脉冲充电电流和恒定的脉冲放电电流对电池进行脉冲充电。通过大电流对电池进行快速充电。随后通过大电流放电,实现对前一步大电流充电极化现象的控制和消除,同时遏制副反应的发生,降低对电池的损害,并提高了整体的充电速率。
本发明实施例还公开了一种电池的充电***,包括如下模块:模块M1:根据电池的脉冲周期设置充电参数,利用所述充电参数对电池进行脉冲充电。根据N个脉冲周期设置N组充电参数,所述充电参数包括脉冲充电电流和脉冲充电时间;N包括大于等于2的整数。利用所述脉冲充电电流和脉冲充电时间,对电池进行N个脉冲周期的脉冲充电,直至电池的总充电量达到预设目标。当电池SOC态低于预定值时,当前脉冲周期的脉冲充电电流大于前一个脉冲周期的脉冲充电电流;当电池SOC态高于预定值时,当前脉冲周期的脉冲充电电流小于前一个脉冲周期的脉冲充电电流。
模块M2:根据电池的脉冲周期设置放电参数,利用所述放电参数对电池进行脉冲放电。模块M3:循环执行模块M1的脉冲充电和模块M2的脉冲放电,直至电池的充电量达到预定目标。
本领域技术人员知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的***及其各个装置、模块、单元以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的***及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以,本发明提供的***及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构;也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种电池的充电方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1:根据电池的脉冲周期设置充电参数,利用所述充电参数对电池进行脉冲充电;
步骤S2:根据电池的脉冲周期设置放电参数,利用所述放电参数对电池进行脉冲放电;
步骤S3:循环执行步骤S1的脉冲充电和步骤S2的脉冲放电,直至电池的充电量达到预定目标。
2.根据权利要求1所述的电池的充电方法,其特征在于,在所述步骤S1中,根据N个脉冲周期设置N组充电参数,所述充电参数包括脉冲充电电流和脉冲充电时间;
利用所述脉冲充电电流和脉冲充电时间,对电池进行N个脉冲周期的脉冲充电,直至电池的总充电量达到预设目标。
3.根据权利要求2所述的电池的充电方法,其特征在于,在所述步骤S1中,当电池SOC态低于预定值时,当前脉冲周期的脉冲充电电流大于前一个脉冲周期的脉冲充电电流;
当电池SOC态高于预定值时,当前脉冲周期的脉冲充电电流小于前一个脉冲周期的脉冲充电电流。
6.根据权利要求1所述的电池的充电方法,其特征在于,在所述步骤S2中,所述放电参数还包括脉冲放电电流和脉冲放电时间,利用所述脉冲放电电流和脉冲放电时间对电池进行N个脉冲周期的脉冲放电。
7.根据权利要求6所述的电池的充电方法,其特征在于,在所述步骤S3中,利用第k个脉冲周期的脉冲充电电流和脉冲充电时间对电池进行第k个脉冲周期的脉冲充电;利用第k个脉冲周期的脉冲放电电流和脉冲放电时间对电池进行第k个脉冲周期的脉冲放电;
其中,第k个脉冲周期的脉冲充电电流大于等于第k个脉冲周期的脉冲放电电流;第k个脉冲周期的脉冲充电时间大于等于第k个脉冲周期的脉冲放电时间;1≤k≤N。
8.一种电池的充电***,其特征在于,包括如下模块:
模块M1:根据电池的脉冲周期设置充电参数,利用所述充电参数对电池进行脉冲充电;
模块M2:根据电池的脉冲周期设置放电参数,利用所述放电参数对电池进行脉冲放电;
模块M3:循环执行模块M1的脉冲充电和模块M2的脉冲放电,直至电池的充电量达到预定目标。
9.根据权利要求8所述的电池的充电***,其特征在于,在所述模块M1中,根据N个脉冲周期设置N组充电参数,所述充电参数包括脉冲充电电流和脉冲充电时间;
利用所述脉冲充电电流和脉冲充电时间,对电池进行N个脉冲周期的脉冲充电,直至电池的总充电量达到预设目标。
10.根据权利要求9所述的电池的充电***,其特征在于,在所述模块M1中,当电池SOC态低于预定值时,当前脉冲周期的脉冲充电电流大于前一个脉冲周期的脉冲充电电流;
当电池SOC态高于预定值时,当前脉冲周期的脉冲充电电流小于前一个脉冲周期的脉冲充电电流。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107093777A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-08-25 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池充电方法和装置 |
CN109037811A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-18 | 中航锂电(洛阳)有限公司 | 一种石墨负极体系锂离子电池的充电方法 |
CN110611133A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-24 | 河南锂动电源有限公司 | 一种锂离子电池管理***的充电方法 |
CN111864313A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-30 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 动力电池自加热方法、装置及可读存储介质 |
CN112366375A (zh) * | 2020-09-03 | 2021-02-12 | 万向一二三股份公司 | 一种锂离子动力电池快速充电方法 |
CN112820958A (zh) * | 2019-11-15 | 2021-05-18 | 丰田自动车株式会社 | 电池的充电方法以及充电*** |
-
2021
- 2021-12-13 CN CN202111518394.6A patent/CN114284585A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107093777A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-08-25 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池充电方法和装置 |
CN109037811A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-18 | 中航锂电(洛阳)有限公司 | 一种石墨负极体系锂离子电池的充电方法 |
CN110611133A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-24 | 河南锂动电源有限公司 | 一种锂离子电池管理***的充电方法 |
CN112820958A (zh) * | 2019-11-15 | 2021-05-18 | 丰田自动车株式会社 | 电池的充电方法以及充电*** |
CN111864313A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-30 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 动力电池自加热方法、装置及可读存储介质 |
CN112366375A (zh) * | 2020-09-03 | 2021-02-12 | 万向一二三股份公司 | 一种锂离子动力电池快速充电方法 |
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