CN101764417A - 一种锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置及控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置及控制系统,主要包括可编程充电控制芯片、蓄电池及温度采集模块、电池参数模型库等;当充放电时,可编程充电控制芯片实时检测蓄电池的电流、电压、温度等数据后,将此数据送入其中的充电管理控制单元经计算得出一输出信号,该输出信号与电池参数模型库中所预存的标准值进行比对,比对结果送入充电管理控制单元经计算,得出对应的充电电流电压值,而启动充电控制模块对蓄电池进行充电管理,达到自适应充电的目的,完全克服了过充电的现象,也从根本上杜绝了热失控的发生;而且本发明的装置不仅解决了现有充电器充电模式单一的弊端,而且使镍镉电池和锂离子电池充电装置能通用。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂聚合物蓄电池的充电管理装置及控制系统,特别涉及一种如笔记本电脑、袖珍录像机、数字相机等为首的便携式设备所需的及需要高精度电压控制的设备(铁路、水电、通信、部队等行业)所需的锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置及控制系统。
背景技术
随着便携式设备不断小型化、轻量化和高性能化及其普及率的日益提高,锂离子二次电池作为电源的市场正迅速蔓延。当前,二次电池的主流是锂离子二次电池。
锂离子二次电池的优点是具有使用安全、循环寿命长、重量轻、体积小和比能量高、无污染等优点,比之过去的二次电池(镍镉蓄电池、镍氢电池),能做到容量大、重量轻。此外,由于没有过去二次电池具有的存储效应(反复浅充放电其电池容量看似降低的现象),即使电池完全不充电,在放电完了时也可进行足量的充电。而且由于不用汞、镉、铝等公害限制物质,正作为环保电池受到关注。
但另一方面,由于锂离子二次电池具有过充电引发的起火和过放电导致的特性下降的危险,如不进行精密的电压电流管理,便不能发挥其性能。
蓄电池从发明使用至今,电池出厂携带的说明书和外壳上标注的容量值安时(A.h),就是人们使用蓄电池首先要选择的最重要的一个参数,更是蓄电池日后使用中,衡量过放电、过充电、与欠充电的标准。
作为标准,容量值安时(A·h)必须具备的条件是:不论蓄电池使用条件、环境、时间如何变化,至少蓄电池应在设计使用的寿命期间内,容量安时(A·h)值应是稳定不变的。又因容量的大小,除了是人们在使用中保障给工作负载提供足够能量的必要条件外,更是所谓蓄电池完全放电后,为保障蓄电池的使用安全与合理,选择充电器输出电流大小的唯一依据。充电器一经选定后,蓄电池日后放电后的充电过程,就只能按出厂标注的容量安时值(A·h)所确定的电流、电压、时间和程序,完成对蓄电池恢复容量的充电。
然而,用户手中的蓄电池,由于使用环境的变化,使用时间长短的不同,放电电流大小的不同等原因,蓄电池在充电前容量的剩余值,人们是无法准确掌握的。退一步讲,就算用户每次的使用,能准确测出负载上用去了蓄电池多少容量值,由于蓄电池的标注容量在不同环境下的漂移与不稳定,使用过程中蓄电池的内阻等产生的热损耗不能准确获知,容量安时值(A·h)随蓄电池使用过程不同,存在不同的下降等,人们也根本不可能准确掌握蓄电池充电前真正的实际容量值。
所以,实际使用中的蓄电池充电前出现剩余容量为出厂标注容量的5%至50%,甚至80%等各种不同的情况,使蓄电池每次使用后实际需要补充的容量值安时(A·h),与作为标准使用的出厂标注值已经出现了很大的差别。过去当作充电标准遵循的蓄电池标注容量值安时(A.h),此时的合理性与科学性已经不再存在。造成了实际上蓄电池充电标准的丧失。这一丧失,也使按蓄电池出厂标注容量值选定的充电器的科学性与合理性也已经荡然无存。所以人们实际使用中的蓄电池,经常出现热失控,被充电充出问题,也是事出有因。
为使蓄电池在一般使用情况下的充电,也能具有实验室条件下所具有的安全性,人们一直希望能寻找到一种在日常应用条件下,快速测量蓄电池容量的方法,但迄今为止,国内尚未见到有此种性能的锂聚合物蓄电池充电装置的文献和相关报道。
发明内容
为精确找到锂聚合物蓄电池充电前的实际容量值并在充电过程中实时跟踪不断修正所需容量值以确定实时充电参数,克服过充电引发的热失控,使充电过程安全,蓄电池使用寿命提高,本发明提供一种锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置及控制系统。
为实现上述目的,采用如下技术方案:一种锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置,主要包括可编程充电控制芯片、蓄电池及外围模块温度采集模块等,所述可编程充电控制芯片包括电压电流采集模块、剩余电量计算数据采集模块、充电管理控制单元、充电控制模块等;所述可编程充电控制芯片的外围模块还包括电池参数模型库,该电池参数模型库的构成是:智能监控节点以单片机为控制器,外围模块包括CAN接口模块,不同种类标准蓄电池充电时间容量端电压曲线采集模块,不同种类标准蓄电池放电过程中时间、容量及端电压放电曲线统计数据库模块,不同种类标准蓄电池放电电压、曲线、充电时电压、曲线分析模块,节点地址选择模块和可选的存储器模块等,为充分利用单片机的接口资源,除CAN接口模块外其余模块均采用串行接口器件;
当充放电时,电池参数模型库中的不同种类标准蓄电池充电时间容量端电压曲线采集模块中的标准数据将送入不同种类标准蓄电池放电过程中时间、容量及端电压放电曲线统计数据库模块,完成统计后送入不同种类标准蓄电池放电电压、曲线、充电时电压、曲线分析模块进行分析;分析结果提交智能监控节点的单片机控制器;通过外围模块包括CAN接口模块,将结果同时保存在存储器模块中,并上传至充电管理控制单元中;
当充放电时,电压电流采集模块、剩余电量计算数据采集模块和温度采集模块实时检测蓄电池的数据后,将此数据送入充电管理控制单元中经计算得出一输出信号,该输出信号与电池参数模型库中所预存的标准值进行比对,比对结果送入充电管理控制单元经计算,得出对应的充电电流电压值,而启动充电控制模块对蓄电池进行充电管理。
一种锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置的控制系统,为克服蓄电池过充电造成热失控的现象,该控制系统执行如下步骤:
a:系统上电后,电压电流采集模块、剩余电量计算数据采集模块及温度采集模块采集蓄电池实时的电压电流数据和采集模块收集充放电过程中,计算蓄电池剩余电量所需的各项数据及环境温度数据提供给充电管理控制单元;
b:由充电管理控制单元的模糊自整定PID控制器进行剩余电量的计算;包括对采集数据的模糊化及逆模糊化计算得出一精确的输出值;
c:充电管理控制单元将上述输出值与电池参数模型库中的标准值比对.得出现有的蓄电池容量是正常与否的判断;
d:若蓄电池容量是正常的范围,充电管理控制单元根据比对的蓄电池容量的结果.计算出对应的充电电流电压值;
e:充电管理控制单元启动充电控制模块,充电控制模块根据充电管理控制单元提供的充电参数进行充电;
f:充电控制模块在控制的充电过程中,电压电流采集模块、剩余电量计算数据采集模块、温度采集模块同时收集充电过程中,计算蓄电池剩余电量所需的各项数据,提供给充电管理控制单元;
g:充电管理控制单元根据电压电流采集模块、剩余电量计算数据采集模块、温度采集模块提供的各项数据由充电管理控制单元模糊自整定PID控制器进行剩余电量的计算.来不断实时修正当前充电的蓄电池容量、充电参数,达到自适应充电的目的;
h:若c步骤中得出蓄电池容量是不正常的范围时,充电管理控制单元采用可编程涓流充电模式控制充电控制模块激活蓄电池充电。
更具体的,锂聚合物蓄电池组在充电过程中,当蓄电池容量低于蓄电池标称电压的13%,即蓄电池容量减少50~60%时,一般是因为过放电或存放时间过长,采用0.1C的平均脉冲电流充电。
锂聚合物蓄电池组在充电过程中,当蓄电池容量在蓄电池标称电压的±13%之间,即蓄电池容量减少30%以内时,则采用0.35C的充电电流实施快速充电。
锂聚合物蓄电池组在充电过程中,当蓄电池容量接近或高于蓄电池标称电压的+13%时,即蓄电池容量提高10~30%,充电电流逐渐减小,当充电端电压达到进行温度修正后的上限值时,使用极小的电流充电。脉冲恒流阶段充电方式首先是用脉冲电流对电池充电,然后让电池停充一段时间,如此循环。
由于过充电检测要求高精度,这是因为过充电检测电压的最大值由电池的最大定额决定,如检测电压精度不佳,在100%充电之前便不能充电了,这会降低电池的容量。而本发明的电路构成可实现高精度充电控制电压,达到了业界最高水平±0.6%(4.225V±25mV)的检测精度以及高精度低耗电的蓄电池容量检测系统。所以本发明的充电管理控制单元实时根据电压电流采模块、剩余电量计算数据采集模块、温度采集模块提供的各项数据由充电管理控制单元模糊自整定PID控制器进行剩余电量的计算.来不断修正当前充电的蓄电池容量、充电参数,达到自适应充电的目的,完全克服了过充电的现象,也从根本上杜绝了热失控的发生;而且本发明的装置不仅解决了现有充电器充电模式单一,即仅针对某一品牌或满足某一电压、电流的蓄电池充电的弊端,而且使镍镉电池和锂离子电池充电装置能通用。并使便携设备进一步小型化、低功耗化和高精度化。
附图说明
图1为本发明的工作流程图;
图2为本发明的结构框图;
图3为本发明模糊集隶属函数的具体分布图;
图4为某型号电池应用本发明的充放电特性曲线图;
图5为本发明电池参数模型库的CAN接口模块原理图;
图6为本发明电池参数模型库的结构图;
具体实施方式
下面结合附图对本发明及其有益效果作进一步详细的说明。
参照图2、图6,一种锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置,主要包括可编程充电控制芯片、蓄电池6及外围模块温度采集模块5、控制面板8、LCD面板控制器9等,所述可编程充电控制芯片包括电压电流采集模块3、剩余电量计算数据采集模块4、充电管理控制单元1、充电控制模块7等;所述可编程充电控制芯片的外围模块还包括电池参数模型库2,该电池参数模型库2的构成是:智能监控节点以单片机为控制器10,外围模块包括CAN接口模块14,不同种类标准蓄电池充电时间容量端电压曲线采集模块11,不同种类标准蓄电池放电过程中时间、容量及端电压放电曲线统计数据库模块12,不同种类标准蓄电池放电电压、曲线、充电时电压、曲线分析模块15,节点地址选择模块13和可选的存储器模块16等,为充分利用单片机的接口资源,除CAN接口模块14外其余模块均采用串行接口器件;
当充放电时,电池参数模型库2中的不同种类标准蓄电池充电时间容量端电压曲线采集模块11中的标准数据将送入不同种类标准蓄电池放电过程中时间、容量及端电压放电曲线统计数据库模块12,完成统计后送入不同种类标准蓄电池放电电压、曲线、充电时电压、曲线分析模块15进行分析;分析结果提交智能监控节点的单片机控制器10;通过外围模块包括CAN接口模块14,将结果同时保存在存储器模块16中,并上传至充电管理控制单元1中;
当充放电时,电压电流采集模块3、剩余电量计算数据采集模块4和温度采集模块5实时检测蓄电池6的数据后,将此数据送入充电管理控制单元1中经计算得出一输出信号,该输出信号与电池参数模型库2中所预存的标准值进行比对,比对结果送入充电管理控制单元1经计算,得出对应的充电电流电压值,而启动充电控制模块7对蓄电池6进行充电管理。
上述装置中主要硬件的选取:
所述可编程充电控制芯片采用了得州仪器(TI)的bp20z80芯片、bq20z80芯片或bq2000芯片,它们能在电池寿命期间内精确测量锂电池组剩余电力,准确度高达99%。该芯片组会找出电池组开路电压与目前电力状态和温度之间的关联性.据此分析电池组未供电时的精确电力状态。与标准的电池监测器不同,该技术集成在TI的基于闪存的bq20z80电量监测计芯片组中,在电池组处于静止状态时,通过在相应的温度下关联电池组的空载电压和充电状态可以分析出准确的电荷状态。
bq20z80通过测量一个外部检测电阻两端的压降来测量电流。用户可对该电量计进行编程以补偿电流检测电阻,进而纠正因温度而引起的检测电阻阻值的变化。允许用户使用成本较低的感应电阻,而不会影响电流测量精度。为了更进一步提高电流测量精度,bq20z80还具有自动电流失调校准和用户可编程的增益补偿功能。
温度采集模块5主要使用了美国DALLAS公司推出的DS18B20数字温度传感器,该器件的主要特点为:独特的单线接口只需一个接口引脚即可通信;多点能力使分布式温度检测应用得以简化;不需要外部组件;可用数据线供电;不需要备份电源;测量范围为-55℃~+125℃,增量值为0.5℃;以9位数字值方式读出温度;具有用户可定义的、非易失性的温度告警装置。此外,由于每一个DS18B20有唯一的系列号,因此,每个I/O口线可以同时挂接多个DS18B20可以存在于同一条单线总线上,给应用带来了极大的方便。
智能监控节点采用单片机89C52系列产品。
CAN接口模块14选用PHLIPLE公司的SJA1000独立CAN控制器芯片和82C250CAN接口驱动芯片。为增强节点的抗干扰能力,SJA1000的TX0和RX0通过高速光耦6N137与82C250相连。
ADC选用8位A/D转换器National Semiconductor的ADC0838。该器件是一种输入端可编程、单端8通道/差分4通道、8位串行ADC,其数据输入输出口可以分时共用。
模拟开关选用四路模拟开关MAXIM的MAX4613。它是一种四路单刀单掷TTL/CMOS兼容的模拟开关,可单端供电(9~40V)也可双端供电(±4.5~±20V),与电池组的连接采用“浮地”方式:每个MAX4613控制两节电池的选通,电源和地分别取两节电池串连后的正极和负极。由于MAX4613的S1、S4和S2、S3的控制极性相反,所以不能采用译码电路,而由单片机的四个I/O口线经光耦隔离后单独驱动,以保证同时只有一路电池电压接入后级的分压电路。另外,其控制端采用CMOS电平(VL接V+)。
分压电路采用三个相同的电阻,分压后的电压约为4V左右。由于使用同一个分压网络,避免了由于分压网络的差异引起各路间的误差。同时模拟转换器采用差分输入从而减少了共模干扰和避免了“浮地”引起的电压不兼容的问题。
参照图1,一种锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置的控制系统,,为克服蓄电池过充电造成热失控的现象,该控制系统执行如下步骤:
a:系统上电后,电压电流采集模块3、剩余电量计算数据采集模块4及温度采集模块5采集蓄电池6实时的电压电流数据和采集模块收集充放电过程中,计算蓄电池剩余电量所需的各项数据及环境温度数据提供给充电管理控制单元1;
b:由充电管理控制单元1的模糊自整定PID控制器进行剩余电量的计算;包括对采集数据的模糊化及逆模糊化计算得出一精确的输出值;
模糊自整定PID控制器是在fuzzy集的论域中进行讨论和计算的,因而首先要将输入变量变换到相应的论域,并将输入数据转换成合适的语言值,也就是要对输入量进行模糊化。结合本系统的特性,这里选择模糊变量的模糊集隶属函数为正态分布,具体分布如图3所示。根据该规则可把实际误差e、误差变化率ec(de/dt)对应的语言变量E、EC表示成模糊量。E、EC的基本论域为[-6,+6],将其离散成13个等级即[-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5,+6]。考虑到精度要求,本设计将[-6,+6]分为负大[NB]、负中[NM]、负小[NS]、零[ZO]、正小[PS]、正中[PM]、正大[PB]等7个语言变量,然后由e、ec隶属函数根据最大值法得出相应的模糊变量。
模糊控制规则的设定:
在PID控制器中,Kp值的选取决定于系统的响应速度。增大Kp能提高响应速度,减小稳态误差;但是,Kp值过大会产生较大的超调,甚至使系统不稳定减小Kp可以减小超调,提高稳定性,但Kp过小会减慢响应速度,延长调节时间。因此,调节初期应适当取较大的Kp值以提高响应速度,而在调节中期,Kp则取较小值,以使系统具有较小的超调并保证一定的响应速度;而在调节过程后期再将Kp值调到较大值来减小静差,提高控制精度。
在系统中,积分控制主要是用来消除稳态误差。由于某些原因(如饱和非线性等),积分过程有可能在调节过程的初期产生积分饱和,从而引起调节过程的较大超调。因此,在调节过程的初期,为防止积分饱和,其积分作用应当弱一些,甚至可以取零;而在调节中期,为了避免影响稳定性,其积分作用应该比较适中;最后在过程的后期,则应增强积分作用,以减小调节静差。
微分环节的调整主要是针对大惯性过程引入的,微分环节系数的作用在于改变系统的动态特性。系统的微分环节系数能反映信号变化的趋势,并能在偏差信号变化太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快响应速度,减少调整时间,消除振荡.最终改变系统的动态性能。因此,Kd值的选取对调节动态特性影响很大。Kd值过大,调节过程制动就会超前,致使调节时间过长;Kd值过小,调节过程制动就会落后,从而导致超调增加。根据实际过程经验,在调节初期,应加大微分作用,这样可得到较小甚至避免超调;而在中期,由于调节特性对Kd值的变化比较敏感,因此,Kd值应适当小一些并应保持固定不变;然后在调节后期,Kd值应减小,以减小被控过程的制动作用,进而补偿在调节过程初期由于Kd值较大所造成的调节过程的时间延长。对经过模糊控制规则求得的Kp、Ki、Kd采用重心法进行逆模糊化处理的公式如下:
式中,u(k)为k采样周期时的输出,e(k)为k采样周期时的偏差,T为采样周期,通过输出u(k)乘以相应的比例因子Ku就可得出精确的输出量u。其公式如下:
u=u(k)Ku
c:充电管理控制单元1将计算的结果与电池参数模型库2中的标准值比对.得出现有的蓄电池容量是正常与否的判断;
d:若蓄电池容量是正常的范围,充电管理控制单元1根据比对的蓄电池容量的结果.计算出对应的充电电流电压值;
e:充电管理控制单元1启动充电控制模块7,充电控制模块7根据充电管理控制单元1提供的充电参数进行充电;
f:充电控制模块7在控制的充电过程中,电压电流采集模块3、剩余电量计算数据采集模块4、温度采集模块5同时收集充电过程中,计算蓄电池剩余电量所需的各项数据,提供给充电管理控制单元1;
g:充电管理控制单元1根据电压电流采集模块、剩余电量计算数据采集模块、温度采集模块提供的各项数据由充电管理控制单元1模糊自整定PID控制器进行剩余电量的计算.来不断实时修正当前充电的蓄电池容量、充电参数,达到自适应充电的目的;
h:若c步骤中得出蓄电池容量是不正常的范围时,充电管理控制单元1采用可编程涓流充电模式控制充电控制模块7激活蓄电池6充电。下面更详细的说明不同剩余容量的锂聚合物蓄电池组充电的具体方法:
在充电过程中,当蓄电池容量低于蓄电池标称电压的13%,即蓄电池容量减少50~60%时,一般是因为过放电或存放时间过长,采用0.1C的平均脉冲电流充电。
在充电过程中,当蓄电池容量在蓄电池标称电压的±13%之间,即蓄电池容量减少30%以内时,则采用0.35C的充电电流实施快速充电。
在充电过程中,当蓄电池/容量接近或高于蓄电池标称电压的+13%时,即蓄电池容量提高10~30%,充电电流逐渐减小,当充电端电压达到进行温度修正后的上限值时,使用极小的电流充电。脉冲恒流阶段充电方式首先是用脉冲电流对电池充电,然后让电池停充一段时间,如此循环,充电脉冲使蓄电池充满电量,而间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉,使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除,从而减轻了蓄电池的内压,使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行,使蓄电池可以吸收更多的电量。
Claims (5)
1.一种锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置,主要包括可编程充电控制芯片、蓄电池(6)及外围模块温度采集模块(5)等,其特征在于:所述可编程充电控制芯片包括电压电流采集模块(3)、剩余电量计算数据采集模块(4)、充电管理控制单元(1)、充电控制模块(7)等;所述可编程充电控制芯片的外围模块还包括电池参数模型库(2),该电池参数模型库(2)的构成是:智能监控节点以单片机为控制器(10),外围模块包括CAN接口模块(14),不同种类标准蓄电池充电时间容量端电压曲线采集模块(11),不同种类标准蓄电池放电过程中时间、容量及端电压放电曲线统计数据库模块(12),不同种类标准蓄电池放电电压、曲线、充电时电压、曲线分析模块(15),节点地址选择模块(13)和可选的存储器模块(16)等,为充分利用单片机的接口资源,除CAN接口模块(14)外其余模块均采用串行接口器件;
当充放电时,电池参数模型库(2)中的不同种类标准蓄电池充电时间容量端电压曲线采集模块(11)中的标准数据将送入不同种类标准蓄电池放电过程中时间、容量及端电压放电曲线统计数据库模块(12),完成统计后送入不同种类标准蓄电池放电电压、曲线、充电时电压、曲线分析模块(15)进行分析;分析结果提交智能监控节点的单片机控制器(10);通过外围模块包括CAN接口模块(14),将结果同时保存在存储器模块(16)中,并上传至充电管理控制单元(1)中;
当充放电时,电压电流采集模块(3)、剩余电量计算数据采集模块(4)和温度采集模块(5)实时检测蓄电池(6)的数据后,将此数据送入充电管理控制单元(1)中经计算得出一输出信号,该输出信号与电池参数模型库(2)中所预存的标准值进行比对,比对结果送入充电管理控制单元(1)经计算,得出对应的充电电流电压值,而启动充电控制模块(7)对蓄电池(6)进行充电管理。
2.一种锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置的控制系统,其特征在于:为克服蓄电池过充电造成热失控的现象,该控制系统执行如下步骤:
a:系统上电后,电压电流采集模块(3)、剩余电量计算数据采集模块(4)及温度采集模块(7)采集蓄电池实时的电压电流数据和采集模块收集充放电过程中,计算蓄电池剩余电量所需的各项数据及环境温度数据提供给充电管理控制单元(1);
b:由充电管理控制单元(1)的模糊自整定PID控制器进行剩余电量的计算;包括对采集数据的模糊化及逆模糊化计算得出一精确的输出值;
c:充电管理控制单元(1)将上述输出值与电池参数模型库(2)中的标准值比对.得出现有的蓄电池容量是正常与否的判断;
d:若蓄电池容量是正常的范围,充电管理控制单元(1)根据比对的蓄电池容量的结果.计算出对应的充电电流电压值;
e:充电管理控制单元(1)启动充电控制模块(7),充电控制模块(7)根据充电管理控制单元(1)提供的充电参数进行充电;
f:充电控制模块(7)在控制的充电过程中,电压电流采集模块(3)、剩余电量计算数据采集模块(4)、温度采集模块(5)同时收集充电过程中,计算蓄电池剩余电量所需的各项数据,提供给充电管理控制单元(1);
g:充电管理控制单元(1)根据电压电流采集模块、剩余电量计算数据采集模块、温度采集模块提供的各项数据由充电管理控制单元(1)模糊自整定PID控制器进行剩余电量的计算.来不断实时修正当前充电的蓄电池容量、充电参数,达到自适应充电的目的;
h:若c步骤中得出蓄电池容量是不正常的范围时,充电管理控制单元(1)采用可编程涓流充电模式控制充电控制模块(7)激活蓄电池(6)充电。
3.根据权利要求2所述的锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置的控制系统,其特征在于:锂聚合物蓄电池组在充电过程中,当蓄电池容量低于蓄电池标称电压的13%,即蓄电池容量减少50~60%时,一般是因为过放电或存放时间过长,采用0.1C的平均脉冲电流充电。
4.根据权利要求2所述的锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置的控制系统,其特征在于:锂聚合物蓄电池组在充电过程中,当蓄电池容量在蓄电池标称电压的±13%之间,即蓄电池容量减少30%以内时,则采用0.35C的充电电流实施快速充电。
5.根据权利要求2所述的锂聚合物蓄电池智能自适应充电管理装置的控制系统,其特征在于:锂聚合物蓄电池组在充电过程中,当蓄电池容量接近或高于蓄电池标称电压的+13%时,即蓄电池容量提高10~30%,充电电流逐渐减小,当充电端电压达到进行温度修正后的上限值时,使用极小的电流充电。脉冲恒流阶段充电方式首先是用脉冲电流对电池充电,然后让电池停充一段时间,如此循环。
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Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101924385A (zh) * | 2010-08-24 | 2010-12-22 | 浙江黄岩东兴塑业有限公司 | 全自动智能充电器 |
CN102544609A (zh) * | 2010-12-31 | 2012-07-04 | 中国移动通信集团甘肃有限公司 | 充电控制方法及系统 |
CN102738868A (zh) * | 2012-06-30 | 2012-10-17 | 惠州市亿能电子有限公司 | 一种移动通讯基站后备电池管理电路及管理方法 |
CN102810698A (zh) * | 2011-05-31 | 2012-12-05 | 北京宝盒精英科技有限公司 | 蓄电池组、蓄电池组充放电管理的方法和系统 |
CN102867984A (zh) * | 2011-07-08 | 2013-01-09 | 北京宝盒精英科技有限公司 | 锂离子电池系统、锂离子电池直流输出控制方法和设备 |
CN103051005A (zh) * | 2011-10-12 | 2013-04-17 | 亚旭电子科技(江苏)有限公司 | 电池充放电管理系统及方法 |
CN104008243A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-27 | 清华大学 | 动力电池模块热失控扩展过程传热量的定量分析方法 |
CN104037898A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-09-10 | 东南大学 | 一种车载动力电池自适应充电方法 |
CN104375091A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-02-25 | 柳州市金旭节能科技有限公司 | 电动汽车动力蓄电池组监测方法 |
CN104714178A (zh) * | 2013-12-13 | 2015-06-17 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 电池充放电边界条件的测试方法 |
CN105140579A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-09 | 苏州达力客自动化科技有限公司 | 一种锂离子电池的充电管理装置 |
CN106569144A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-04-19 | 中车大连机车车辆有限公司 | 轨道交通车载蓄电池在线监测系统 |
CN106842062A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-13 | 广州中国科学院工业技术研究院 | 二次电池热失控测试装置及其测试方法 |
US9739836B2 (en) | 2012-08-08 | 2017-08-22 | Robert Bosch Gmbh | Battery management system having a data interface for a battery module, battery module having a data memory, battery system having a battery management system and a battery module, and motor vehicle having a battery system |
CN107104495A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-08-29 | 保力新能源科技(东莞)有限公司 | 充电器 |
CN107221986A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-29 | 方奕海 | 一种医疗设备充电与管理控制系统 |
CN108565907A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-09-21 | 青岛天盈华智科技有限公司 | 一种充放电控制方法、装置、设备及系统 |
CN109240078A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-18 | 东南大学 | 一种燃料电池电压的模糊自适应pid控制方法 |
CN109244565A (zh) * | 2017-07-10 | 2019-01-18 | 湖南凯铭电子科技有限公司 | 锂离子电池智能检测维护装置 |
CN112349988A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-09 | 宇能电气有限公司 | 一种车辆蓄电池在线监测装置及自适应充电方法 |
US11126804B2 (en) | 2018-08-06 | 2021-09-21 | Techtronic Cordless Gp | Systems and methods for selectively enabling the operation of a device |
CN116154830A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-05-23 | 苏州时代华景新能源有限公司 | 一种锂电池储能自适应优化转换方法及系统 |
-
2009
- 2009-05-19 CN CN200910117282A patent/CN101764417A/zh active Pending
Cited By (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101924385B (zh) * | 2010-08-24 | 2012-12-19 | 浙江凯能科技有限公司 | 全自动智能充电器 |
CN101924385A (zh) * | 2010-08-24 | 2010-12-22 | 浙江黄岩东兴塑业有限公司 | 全自动智能充电器 |
CN102544609A (zh) * | 2010-12-31 | 2012-07-04 | 中国移动通信集团甘肃有限公司 | 充电控制方法及系统 |
CN102544609B (zh) * | 2010-12-31 | 2014-10-01 | 中国移动通信集团甘肃有限公司 | 充电控制方法及系统 |
CN102810698A (zh) * | 2011-05-31 | 2012-12-05 | 北京宝盒精英科技有限公司 | 蓄电池组、蓄电池组充放电管理的方法和系统 |
CN102810698B (zh) * | 2011-05-31 | 2014-11-26 | 北京宝盒精英科技有限公司 | 蓄电池组、蓄电池组充放电管理的方法和系统 |
CN102867984B (zh) * | 2011-07-08 | 2017-02-15 | 北京宝盒精英科技有限公司 | 锂离子电池系统、锂离子电池直流输出控制方法和设备 |
CN102867984A (zh) * | 2011-07-08 | 2013-01-09 | 北京宝盒精英科技有限公司 | 锂离子电池系统、锂离子电池直流输出控制方法和设备 |
CN103051005A (zh) * | 2011-10-12 | 2013-04-17 | 亚旭电子科技(江苏)有限公司 | 电池充放电管理系统及方法 |
CN102738868A (zh) * | 2012-06-30 | 2012-10-17 | 惠州市亿能电子有限公司 | 一种移动通讯基站后备电池管理电路及管理方法 |
US9739836B2 (en) | 2012-08-08 | 2017-08-22 | Robert Bosch Gmbh | Battery management system having a data interface for a battery module, battery module having a data memory, battery system having a battery management system and a battery module, and motor vehicle having a battery system |
CN104714178B (zh) * | 2013-12-13 | 2017-10-10 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 电池充放电边界条件的测试方法 |
CN104714178A (zh) * | 2013-12-13 | 2015-06-17 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 电池充放电边界条件的测试方法 |
CN104008243A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-27 | 清华大学 | 动力电池模块热失控扩展过程传热量的定量分析方法 |
CN104008243B (zh) * | 2014-05-29 | 2017-06-06 | 清华大学 | 动力电池模块热失控扩展过程传热量的定量分析方法 |
CN104037898A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-09-10 | 东南大学 | 一种车载动力电池自适应充电方法 |
CN104375091A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-02-25 | 柳州市金旭节能科技有限公司 | 电动汽车动力蓄电池组监测方法 |
CN105140579A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-09 | 苏州达力客自动化科技有限公司 | 一种锂离子电池的充电管理装置 |
CN106569144A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-04-19 | 中车大连机车车辆有限公司 | 轨道交通车载蓄电池在线监测系统 |
CN106842062A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-13 | 广州中国科学院工业技术研究院 | 二次电池热失控测试装置及其测试方法 |
CN107104495A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-08-29 | 保力新能源科技(东莞)有限公司 | 充电器 |
CN107221986A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-29 | 方奕海 | 一种医疗设备充电与管理控制系统 |
CN109244565A (zh) * | 2017-07-10 | 2019-01-18 | 湖南凯铭电子科技有限公司 | 锂离子电池智能检测维护装置 |
CN108565907A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-09-21 | 青岛天盈华智科技有限公司 | 一种充放电控制方法、装置、设备及系统 |
CN108565907B (zh) * | 2018-02-06 | 2022-03-22 | 青岛天盈华智科技有限公司 | 一种充放电控制方法、装置、设备及系统 |
US11126804B2 (en) | 2018-08-06 | 2021-09-21 | Techtronic Cordless Gp | Systems and methods for selectively enabling the operation of a device |
CN109240078A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-18 | 东南大学 | 一种燃料电池电压的模糊自适应pid控制方法 |
CN112349988A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-09 | 宇能电气有限公司 | 一种车辆蓄电池在线监测装置及自适应充电方法 |
CN116154830A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-05-23 | 苏州时代华景新能源有限公司 | 一种锂电池储能自适应优化转换方法及系统 |
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