CN101694892A - 一种具备过充保护功能的智能充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具备过充保护功能的智能充电方法，其特征在于：以电池组的额定电压为基准值，分别设定电池判断电压值、起始电压值、极限电压值，在起始电压值和极限电压值之间，设定3至8个检测值，按起始电压值、检测值、极限电压值由低到高进行分段充电，在每段分别设置充电时限，当充电时限内电压达到本段上限时，且未达到极限电压值时，进行下一段充电，否则停止充电。本发明的方法对于各种不同新旧、不同性能的电池，均可以进行适当的充电，既不会过充，也不会充电不足；且可以有效识别受损电池并停止充电，防止对电池组中的其它电池造成损害。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于可充电的电池组的充电方法，具体涉及一种根据电池的特性对电池组进行过充保护的智能充电方法。
背景技术
通常，铅酸电池、镍铬电池、镍氢电池等可充电电池在使用时，会由多节电池串联构成电池组。进行充电控制的方法，一般有以下几种：(1)恒流充电或准恒流充电，是用一定的电流对电池组进行充电的方法，通过限定充电时间来控制充电过程，这种方法充电效率较高，但是直流恒流电源成本过高；(2)恒压充电，在这种充电方式下，充电初期电流较高，充电末期电流会变低，在此种充电方式中，充电末期充电电压在达到峰值后会下降，充电电流变大，会导致电池温度升高，通常，设定最大电池电压，当电池电压达到设定值时，停止充电；(3)分阶段充电，最初的充电电流较高。当电池电压达到控制点时，电流变为涓流，再补充一段时间。上述几种方法在设定充电控制参数时，都是采用一个标准，然而，在实际使用过程中，新、旧电池的电压情况不同，充电电流对电池的电压也会产生影响，甚至同一批次的不同电池间也存在差异性，例如，多节电池构成的电池组，新电池充满电后的电池两端电压为电池额定电压的1.19～1.23倍之间，而电池在使用300个循环后，其充满电后电池两端的电压会上升到额定电压的1.26～1.28倍，因此，选用同一参数，在不同的电池情况下，可能出现严重的充电不足或者是过充的现象。而当电池组中某一电池损坏时，上述充电方法无法及时发现，继续充电，可能造其它电池的损坏。
发明内容
本发明目的是提供一种新的智能充电方法，可以根据电池的特性，自动调节充电过程，以避免过充或充电不足。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具备过充保护功能的智能充电方法，以电池组的额定电压为基准值，设定电池判断电压值为基准值的0.6倍至0.9倍、起始电压值为基准值的1.15倍至1.19倍、极限电压值为基准值的1.23倍至1.28倍，检测电池组的电压，当检测电压值小于起始电压值时，开始充电，否则不充电；充电过程包括下列步骤：
(1)电池判断步骤，检测电池组的电压，如检测电压小于电池判断电压值，预充电1至5分钟，再次检测电压，如检测电压大于或等于电池判断电压值，执行步骤(2)，否则判定电池损坏，结束充电；
(2)初始充电步骤，设定初始充电时间上限为12至15小时，在充电过程中实时检测电池组的电压，当检测电压大于起始电压值时，执行步骤(3)，当充电时间达到初始充电时间上限而检测电压仍不大于起始电压值时，停止充电：
(3)在起始电压值和极限电压值之间，设定3至8个检测值，按检测值由低到高进行分段充电，每一段的充电过程为，设定分段充电时间上限为1.5至2小时，在充电过程中实时检测电池组的电压，当检测电压大于本段检测值时，如果是最高检测值，执行步骤(4)，否则进行下一段充电，当充电时间达到分段充电时间上限而检测电压仍不大于本段检测值时，停止充电；
(4)极限充电步骤，设定极限充电时间上限为1至1.5小时，在充电过程中实时检测电池组的电压，当检测电压大于极限电压值或者充电时间达到极限充电时间上限时，结束充电。
上述技术方案中，结束充电后，根据情况，可以采用涓流对电池维持供电，也可以直接断电。
优选的技术方案，所述电池判断电压值为基准值的0.8倍至0.85倍、起始电压值为基准值的1.18倍至1.19倍、极限电压值为基准值的1.25倍至1.26倍。
上述技术方案中，需要对电池电压进行精确检验，由于成本原因，对于硬件产生的误差不宜用硬件方法进行校正，可以采用软件校校准。即，先给定一个基准电压，单片机检测基准电压的实测模/数转换值与理论值相比，其比值即为模/数转换值的修正系数；此后的检测电压均用修正系数进行修正(乘或除)，以消除误差，这一方法尤其适用于大批量生产。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明的方法通过给定起始电压值和极限电压值，并在其间设定3-8个检测值，对电池实行分段充电，在任一段如未能在设定时限内充至下一段的检测值，即终止充电，从而，对于各种不同新旧、不同性能的电池，均可以进行适当的充电，既不会过充，也不会充电不足；
2.由于现有的大部分充电器均具有电压检测功能和计时功能，本发明只需要对现有的充电器进行软件更新即可实现，适用范围广；
3.本发明在一开始进行电池判断，可有效识别受损电池并停止充电，防止对电池组中的其它电池造成损害。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：一种具备过充保护功能的智能充电方法，以电池组的额定电压为基准值，设定电池判断电压值为基准值的0.6倍至0.9倍、起始电压值为基准值的1.15倍至1.19倍、极限电压值为基准值的1.23倍至1.28倍，检测电池组的电压，当检测电压值小于起始电压值时，开始充电，否则不充电；充电过程包括下列步骤：
(1)电池判断步骤，检测电池组的电压，如检测电压小于电池判断电压值，预充电1至5分钟，再次检测电压，如检测电压大于或等于电池判断电压值，执行步骤(2)，否则判定电池损坏，结束充电；
(2)初始充电步骤，设定初始充电时间上限为12至15小时，在充电过程中实时检测电池组的电压，当检测电压大于起始电压值时，执行步骤(3)，当充电时间达到初始充电时间上限而检测电压仍不大于起始电压值时，停止充电；
(3)在起始电压值和极限电压值之间，设定3至8个检测值，按检测值由低到高进行分段充电，每一段的充电过程为，设定分段充电时间上限为1.5至2小时，在充电过程中实时检测电池组的电压，当检测电压大于本段检测值时，如果是最高检测值，执行步骤(4)，否则进行下一段充电，当充电时间达到分段充电时间上限而检测电压仍不大于本段检测值时，停止充电；
(4)极限充电步骤，设定极限充电时间上限为1至1.5小时，在充电过程中实时检测电池组的电压，当检测电压大于极限电压值或者充电时间达到极限充电时间上限时，结束充电。
实施例二：采用实施例一的智能充电方法对10节串联连接的SC镍氢电池进行充电，其满电电压范围为14.3～14.6V，电池达到使用寿命后，其满电电压变为14.8V。由此，设定电池判断电压值为10V、起始电压值为14.2V、极限电压值为14.8V。
如果起始充电检测电压大于或等于14.2V，则不需要充电，低于14.2V则开始充电，充电过程如下：
1.先判断电池好坏，当检测电压低于10V时，预充电1分钟，1分钟以后电池电压仍然低于10V，认为电池已坏，结束充电；
2.第一段充电，设定初始充电时间上限为14小时，充电过程中不断检测电压，如果检测到电压≥14.2V时，进入下一步，重新计时；如果充电时间达到14小时，检测电压仍然小于14.2V时，结束充电；
3.第二段充电，设定检测点为14.3V，分段充电时间上限为2小时，充电过程中不断检测电压，如果检测到电压≥14.3V时，进入下一步，重新计时；如果充电时间达到2小时，检测电压仍然小于14.3V时，结束充电；
4.第三段充电，设定检测点为14.5V，分段充电时间上限为2小时，充电过程中不断检测电压，如果检测到电压≥14.5V时，进入下一步，重新计时；如果充电时间达到2小时，检测电压仍然小于14.5V时，结束充电；
5.第四段充电，设定检测点为14.6V，分段充电时间上限为1.5小时，充电过程中不断检测电压，如果检测到电压≥14.6V时，进入下一步，重新计时；如果充电时间达到1.5小时，检测电压仍然小于14.6V时，结束充电；
6.第五段充电，设定检测点为14.7V，分段充电时间上限为1.5小时，充电过程中不断检测电压，如果检测到电压≥14.7V时，进入下一步，重新计时；如果充电时间达到1.5小时，检测电压仍然小于14.7V时，结束充电；
7.极限充电，极限电压值为14.8V，极限充电时间上限为1小时，充电过程中不断检测电压，如果检测到电压≥14.8V时，结束充电；如果充电时间达到1小时，结束充电。
本实施例中，对于较新的电池充电时，可能在第三段或第四段充电后即结束，而如果电池已经过较多循环次数，则可能在第五段充电甚至极限充电后结束。因此，本实施例的方法可以自动根据被充电电池的特性调节充电时间，保证充足且不过充。
在结束充电后，可以采用涓流对电池维持供电，也可以直接断电。
实施例三：对12节串联的充电电池，起始充电检测电压如大于或等于电池1.18倍额定电压时不充电，低于1.18倍额定电压按下列方法进行充电：
1.先判断电池好坏，在电池电压小于0.83倍额定电压时，预充电1分钟，1分钟以后电池电压仍然小于0.83倍额定电压，认为电池已坏，关闭充电。
2.第一段
起始充电检测电压如小于等于1.18倍额定电压时，其充电时间设定为14H-16H，充电过程中不断检测电压，不论时间有没有到，只要检测到电池电压大于或等于电池额定电压1.18倍时，进入下一段，重新计时；14小时到，仍然小于电池两端额定电压1.18倍，结束充电；
3.第二段
电压为电池的额定电压1.19倍，充电时间设为2小时，充电过程中不断检测电压，不论时间有没有到，只要检测到电池电压大于或等于电池额定电压的1.19倍时，进入下一段，重新计时；2小时到，仍然小于电池的额定电压1.19倍，结束充电；
4.第三段
电压为电池额定电压的1.208倍，充电时间设为2小时，充电过程中不断检测电压，不论时间有没有到，只要检测到电池电压大于或等于电池额定电压的1.208倍，进入下一段，重新计时；2小时到，仍然小于电池额定电压的1.208倍，结束充电；
5.第四段
电压为电池额定电压的1.217倍，充电时间设为1.5小时，充电过程中不断检测电压，不论时间有没有到，只要检测到电池电压大于或等于电池额定电压的1.217倍时，进入下一段，重新计时；1.5小时到，仍然小于电池额定电压的1.217倍，结束充电；
6.第五段
电压为电池额定电压的1.227倍，充电时间设为1.5小时，充电过程中不断检测电压，不论时间有没有到，只要检测到电池电压大于或等于电池额定电压的1.227倍时，结束充电，1.5小时到，仍然小于电池额定电压的1.227倍时，结束充电；
7.第六段
电压为电池额定电压的1.237倍，充电时间设为1.5小时，充电过程中不断检测电压，不论时间有没有到，只要检测到电池电压大于或等于电池额定电压的1.237倍时，结束充电，1.5小时到，仍然小于电池额定电压的1.237倍时，结束充电；
8.第七段
电压为电池额定电压的1.247倍，充电时间设为1.5小时，充电过程中不断检测电压，不论时间有没有到，只要检测到电池电压大于或等于电池额定电压的1.247倍时，结束充电，1.5小时到，仍然小于电池额定电压的1.247倍时，结束充电；
9.极限段
极限电压为电池额定电压的1.26倍，极限充电时间上限为1.5小时，充电过程中不断检测电压，如果检测到电压大于或等于电池额定电压的1.26倍时，结束充电；如果充电时间达到1.5小时，结束充电。
Claims (2)
1.一种具备过充保护功能的智能充电方法，其特征在于：以电池组的额定电压为基准值，设定电池判断电压值为基准值的0.6倍至0.9倍、起始电压值为基准值的1.15倍至1.19倍、极限电压值为基准值的1.23倍至1.28倍，检测电池组的电压，当检测电压值小于起始电压值时，开始充电，否则不充电；充电过程包括下列步骤：
(1)电池判断步骤，检测电池组的电压，如检测电压小于电池判断电压值，预充电1至5分钟，再次检测电压，如检测电压大于或等于电池判断电压值，执行步骤(2)，否则判定电池损坏，结束充电；
(2)初始充电步骤，设定初始充电时间上限为12至15小时，在充电过程中实时检测电池组的电压，当检测电压大于起始电压值时，执行步骤(3)，当充电时间达到初始充电时间上限而检测电压仍不大于起始电压值时，停止充电；
(3)在起始电压值和极限电压值之间，设定3至8个检测值，按检测值由低到高进行分段充电，每一段的充电过程为，设定分段充电时间上限为1.5至2小时，在充电过程中实时检测电池组的电压，当检测电压大于本段检测值时，如果是最高检测值，执行步骤(4)，否则进行下一段充电，当充电时间达到分段充电时间上限而检测电压仍不大于本段检测值时，停止充电；
(4)极限充电步骤，设定极限充电时间上限为1至1.5小时，在充电过程中实时检测电池组的电压，当检测电压大于极限电压值或者充电时间达到极限充电时间上限时，结束充电。
2.根据权利要求1所述的具备过充保护功能的智能充电方法，其特征在于：所述电池判断电压值为基准值的0.8倍至0.85倍、起始电压值为基准值的1.18倍至1.19倍、极限电压值为基准值的1.25倍至1.26倍。
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