CN102364744A - 锂离子电池组充放电循环控制方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂离子电池设计领域，公开了一种锂离子电池组充放电循环控制方法以及系统。方法包括：当常态放电工作状态时，实时监测所述锂离子电池组的实际电量，当当前实际容量下降到预定的下限值时，所述处理器断开输出电路，结束所述常态放电工作状态，当结束常态充电工作状态后，实时监测用户输入信号，当接收到用户输入的恢复请求时，处理器接通所述输出电路；当常态充电工作状态时，处理器实时监测所述锂离子电池组的实际电量，当当前的电量上升到预定的上限值时，断开充电电路。应用该技术方案可以在有利于延长该锂离子电池组的使用寿命基础上方便用户使用。

Description

锂离子电池组充放电循环控制方法以及系统

技术领域

本发明涉及锂离子电池设计领域，尤其涉及一种锂离子电池组充放电循环控制方法以及系统。 

背景技术

锂离子电池由于具有重量轻、体积小、电容量较大、充电速度快等优点，被广泛应用于笔记本电脑灯各类数码、通信产品上。 

在全球节能排减和能源多元化的驱动下，锂离子电池组更是目前的一种应用趋势，特别是随着动力车辆的发展，锂离子电池组作为动力能源已经成为目前锂离子电池的发展趋势。 

锂离子电池组管理系统(Battery Management system，简称BMS)为对锂离子电池组的充放电循环控制管理的应用系统，目前的锂离子电池组管理系统对锂离子电池组的控制基本采用满充满放的充放电循环管理模式： 

管理系统对锂离子电池的电压而监控充放电循环，具体是，当锂离子电池组的电压下降到锂离子电池组的放电截止电压时，自动切断输出电路，停止放电(又称放电截止)；在进行充电时，充电使锂离子电池组的电压上升到锂离子电池组的充电截止电压时，自动断开充电电路(俗称充电截止)。

其中锂离子电池组的充电截止电压、放电截止电压由锂离子电池组内的锂离子单体的正极电极材料决定。譬如：锰酸锂材料锂离子电池的充电截止电压为4.20V，放电截止电压为3.0V。 

本发明人在进行本发明的研究过程中发现，目前锂离子电池组存在以下的缺陷： 

在使用的过程中采用该满充满放的充放电循环模式，随着充放电次数的增加，电池组内单体之间极化增大，部分单体电池的容量衰减加快，电池组中各单体之间的一致性误差加大。而参考木桶的容量、以及寿命由最短板决定的原理，锂离子电池组的寿命取决于衰减最快、寿命最短的单体，故在锂离子电池组中，如果其中某个单体衰减过快，会导致整体锂离子电池组的使用寿命大大减少。

发明内容

本发明实施例第一目的在于提供一种：锂离子电池组充放电循环控制方 法，应用该技术方案可以在有利于延长该锂离子电池组的使用寿命基础上方便用户使用。 

本发明实施例第二目的在于提供一种：锂离子电池组充放电循环控制系统，应用该技术方案可以在有利于延长该锂离子电池组的使用寿命基础上方便用户使用。 

本发明实施例提供的一种锂离子电池组充放电循环控制方法，包括：当锂离子电池组处于常态放电工作状态时，所述处理器实时监测所述锂离子电池组的实际电量，当当前实际容量下降到预定的下限值时，所述处理器断开输出电路，结束所述常态放电工作状态， 

所述预定的电量下限值为：本锂离子电池组标称容量的20％至40％之间的任一数值；

当锂离子电池组结束所述常态充电工作状态后，所述处理器实时监测用户输入信号，当接收到用户输入的恢复请求时，所述处理器接通所述输出电路，所述锂离子电池组通过所述输出电路对外输出电流，直到所述锂离子电池组的实际电压下降到本锂离子电池组的放电截止电压；

当锂离子电池组处于常态充电工作状态时，所述处理器实时监测所述锂离子电池组的实际电量，当当前的电量上升到预定的上限值时，所述处理器断开所述充电电路，结束所述常态充电工作状态，

所述预定的电量上限值为：本锂离子电池组标称容量的85％至90％之间的任一数值。

可选地，在所述锂离子电池处于非工作状态下，所述处理器实时监测用户输入信号； 

当接收到用户输入的激活请求时，所述处理器判定所述锂离子电池组当前的实际容量是否低于预定的容量下限时，如果否，则返回，如果是，则执行以下步骤：

S1：所述处理器触发限流充放电开关，连通小电流充电电路，所述小电流充电电路对所述锂离子电池组小电流充电，直到所述锂离子电池组电压达到本锂离子电池组的充电截止电压，

S2：所述处理器触发限流充放电开关，连通小电流放电电路，所述锂离子电池通过所述小电流放电电路小电流放电，直到所述锂离子电池组电压达到所述锂离子 电池组的放电截止电压，

所述小电流充电以及小电流放电时以0.1-0.3倍率进行所述充电以及放电，执行S1、S2的循环N次，其中N为3、4或者5。

可选地，所述容量下限为：标称容量的65％至75％的一数值。 

可选地，所述电量下限值为：本锂离子电池组标称容量的20％。 

可选地，所述电量下限值为：本锂离子电池组标称容量的40％。 

可选地，所述电量上限值为：本锂离子电池组标称容量的90％。 

可选地，所述电量上限值为：本锂离子电池组标称容量的80％。 

本实施例提供的一种锂离子电池组充放电循环控制系统，包括：壳体，在所述壳体内设置有控制电电路板； 

所述控制电路板上设置有电量监测模块、处理器、充电电路、输出电路；其中，所述电量监测模块，与锂离子电池组电连接，用于实时监测所述锂离子电池组的实际电量；

所述处理器与所述电量监测模块、充电电路、输出电路分别电连接，用于根据所述电量监测模块的监测结果控制所述充电电路、输出电路的通断：

当锂离子电池组处于常态放电工作状态时，当当前实际容量下降到预定的下限值时，所述处理器断开输出电路，所述预定的电量下限值为：本锂离子电池组标称容量的20％至40％之间的任一数值；

当锂离子电池组处于常态充电工作状态时，当当前的电量上升到预定的上限值时，所述处理器断开所述充电电路，所述预定的电量上限值为：本锂离子电池组标称容量的85％至90％之间的任一数值；

所述充电电路分别与外部电源、锂离子电池组电连接，用于对所述锂离子电池组充电，

所述输出电路与所述锂离子电池组电连接，用于对外输出电流；

在所述壳体上还设置有恢复按键，在所述壳体内，所述恢复按键的背面设置有第一按键触发电路板，

所述第一按键触发电路板与所述处理器电连接，用于在所述恢复按键被按下时，向所述处理器发送恢复请求，

所述处理器还用于：当锂离子电池组结束所述常态充电工作状态后，当接收到用 户输入的恢复请求时，所述处理器接通所述输出电路

可选地，在所述壳体上还设置有激活按键，在所述壳体内，所述激活按键的背面设置有第二按键触发电路板，

所述第二按键触发电路板与所述处理器电连接，用于在所述激活按键被按下时，向所述处理器发送激活请求，

在所述控制电路板上还设置有小电流充放电开关、小电流充电电路、小电流放电电路，

所述小电流充放电开关与所述处理器、小电流充放电开关、小电流充电电路分别电连接，所述小电流充电电路、小电流放电电路分别与所述锂离子电池组电连接；

所述处理器还用于当接收到用户输入的激活请求时，所述处理器判定所述锂离子电池组当前的实际容量是否低于预定的容量下限时，如果否，则返回，如果是，则执行：

S1：所述处理器断开所述充电电路、输出电路，接通限流充电开关，对所述锂离子电池组进行小电流充电，直到所述锂离子电池组电压达到本锂离子电池组的充电截止电压，

S2：所述处理器接通限流放电开关，所述锂离子电池通过所述限流放电开关进行小电流放电，直到所述锂离子电池组电压达到所述锂离子电池组的放电截止电压，

所述小电流充电以及小电流放电时以0.1-0.3倍率进行所述充电以及放电，执行S1、S2的循环N次，其中N为3、4或者5。

可选地，所述第一按键触发电路板、第二按键触发电路板为一体化设置。 

由上可见，应用本发明实施例的技术方案，由于本实施例在常态的充放电控制时(也即一般应用方式)，本实施例采用锂离子电池组实际容量与标称容量的比对作为控制参数，并且在常态的充放电循环控制中，每次充电电量达到电池组总标称容量的85％～90％时，即自动停止充电；每次放电时，当当前电池组的实际电量达到电池组总标称容量的60％～80％时，即停止放电。 

可见在应用最广泛的一般性应用时，锂离子电池组的充放电循环采用浅充浅放的方式循环，相对于现有技术中的满充满放循环控制方式，应用本实施例技术方案有利于避免某单体存在过充过放而导致单体内部结构损伤而导致个别 单体衰减过快而引起整体锂离子电池组中各单体的一致性变差的问题，可见，采用本实施例技术方案有利于提高锂离子电池组的使用寿命。 

另外，在本实施例中，当锂离子电池组自动放电结束后，处理器还实时监测用户输入信号，如果处理器监测到用户当前输入恢复请求时，处理器连通已断开的输出电路，使该锂离子电池组利用剩余的电量(在常态放电结束后，锂离子电池组的剩余电量还达电池组总标称容量的20％～40％)，锂离子电池组通过输出电路对外输出电流，直到满放，以最大限度地应对用户当前的紧急应用需求。 

综上，相对于现有技术，应用本发明实施例技术方案可以避免充放电对单体电池内部结构的损伤而使电池组中各单体电池的一致性差的问题，有利于提高锂离子电池组的使用寿命，同时还满足了用户紧急应用请求，方便用户使用，提高使用的便利性和灵活性。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例1提供的锂离子电池组放电控制方法流程示意图；

图2为本发明实施组3提供的锂离子电池组充放电循环控制系统结构示意图。

具体实施方式 

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1： 

本实施例以在锂离子电池在应用过程中对其的控制机制为例对本发明技术方案进行具体的讲解。

图1为本实施例提供的锂离子电池组放电控制方法流程示意图。参见图1所示，本流程主要包括： 

步骤101：锂离子电池组处于常态放电工作状态，处理器实时监测当前锂离子电池组当前的实际电量。

该实际电量的测试可以通过锂离子电池组的母线的电压以及电流值进行测试而估算获取。 

步骤102：如果当前的实际电量下降到预定的下限值，则执行步骤103；否则返回。 

在本实施例中该预定的电量下限值为：本锂离子电池组标称容量的20％至40％之间的任一数值。比如： 

可以在实际电量下降到锂离子电池组的总标称容量的20％时执行步骤103；否则返回。

也可以在实际电量下降到锂离子电池组的总标称容量的30％时执行步骤103；否则返回。 

也可以在实际电量下降到锂离子电池组的总标称容量的40％时执行步骤103；否则返回。 

步骤103：处理器断开输出电路，锂离子电池组停止对外放电，结束当前的常态放电工作状态。 

当达到步骤102的条件时，处理器自动触发输出电路中的开关，使其与锂离子电池组断开，锂离子电池组停止对外放电。 

当前锂离子电池组结束当前的常态放电工作状态。 

步骤104：处理器定时监测用户输入信号。 

在本实施例的锂离子电池组控制系统中还设置有用户输入模块，以便用户输入控制信号，方便用户应用。在本实施例中用户可以输入恢复请求信号。 

步骤105：如果处理器接收到用户输入的恢复请求，则执行步骤106；否则返回。 

处理器实时监测本处理器预定的某一信号输入端(比如Pin脚，用户可以为触发实施例4所述的恢复按键而触发恢复请求，也可以为其他的触发按钮或者其他输入模块)，当处理器接收到用该输入端输入用户的恢复请求时，执行步骤106；否则返回。 

步骤106：处理器接通锂离子电池组的输出电路，锂离子电池组通过输出电路对外输出电流，进入紧急放电工作状态，直到当前的电压下降到锂离子电池组的放电截止电压。 

当当前处理器接收到用户的恢复请求时，处理器自动触发锂离子电池组的输出电路中的开关，使输出电路与锂离子电池组电性断开，锂离子电池组通过 该输出电路对外输出剩余电量。当前锂离子电池组处于紧急放电的工作状态，直到当前的锂离子电池组的实际电压达到锂离子电池组的放电截止电压。即在锂离子电池组紧急放电的工作状态中，除非用户关断输出，否则该锂离子电池组满放输出电流，最大化地满足用户的应用需求。 

用户在需要充电时(一般在非放电工作状态下，但如果环境许可的话也可以在放电状态下同时补充电)可以为锂离子电池组接入外部的充电电源，此时锂离子电池处于常态充电状态。在常态充电状态下的充电控制流程主要包括以下： 

步骤201：当锂离子处于常态充电状态过程中，处理器实时监测锂离子电池组当前的实际电量。

在常态的充电过程(即除了小电流激活循环时之外的充电过程)中，与步骤101中基本同理，处理器实施监测锂离子电池组当前的实际电量。 

步骤202：判断当前的实际电量是否上升到预定的电量上限值，如果是，则执行步骤203；否则返回。 

本步骤中的电量上限值选自：本锂离子电池组标称容量的80％-90％的一值。比如： 

可以为本锂离子电池组标称容量的80％、85％、90％等。

当对锂离子电池充电使当前的实际电量达到了预定的上限时，执行步骤203。否则，返回。 

步骤203：处理器断开充电电路，自动停止充电。 

当当前锂离子电池组的实际电量达到步骤302中的预定值时，处理器自动触发充电电路中的开关，使得充电电路与锂离子电池组自动电性断开，停止对锂离子电池组充电。 

由上可见，由于本实施例在常态的充放电控制时(也即一般应用方式)，本实施例以锂离子电池组实际容量与标称容量的比对作为控制参数，并且在常态的充放电循环控制中，每次充电电量达到电池组总标称容量的85％～90％时，即自动停止充电；每次放电时，当当前电池组的实际电量达到电池组总标称容量的60％～80％时，即停止放电。 

可见在应用最广泛的一般性应用时，锂离子电池组的充放电循环采用浅 充浅放的方式循环，相对于现有技术中的满充满放循环控制方式，应用本实施例技术方案有利于避免某单体存在过充过放而导致单体内部结构损伤而导致个别单体衰减过快而引起整体锂离子电池组中各单体的一致性变差的问题，可见，采用本实施例技术方案有利于提高锂离子电池组的使用寿命。 

另外，在本实施例中，由于自动应用控制时，在常态放电结束后，锂离子电池组的剩余电量还达电池组总标称容量的20％～40％，而当锂离子电池组自动放电结束后，处理器还实时监测用户输入信号，如果处理器监测到用户当前输入恢复请求时，处理器连通已断开的输出电路，使该锂离子电池组通过输出电路对外输出剩余电量，直到满放，最大限度地应对用户当前的紧急应用需求。综上，相对于现有技术，应用本发明实施例技术方案可以避免充放电对单体电池内部结构的损伤而使电池组中各单体电池的一致性差的问题，有利于提高锂离子电池组的使用寿命，同时还满足了用户紧急应用请求，方便用户使用，提高使用的便利性和灵活性。 

实施例2： 

本实施例提供的锂离子电池组的优化循环控制方法与实施例1所不同之处在于，在锂离子电池组非工作状态下，还进行本实施例所述的循环控制流程，即本实施例还包括以下所述的控制策略：

步骤301：在锂离子电池组非工作状态下，本处理器还实时监测用户输入信号。

当锂离子电池组当前不处于常态放电工作状态、常态充电状态、紧急放电工作状态(简称非工作状态)时，处理器实施监测用户输入信号。 

在应用时，该处理器也可以在任何时候都实时监控用户输入信号。 

步骤302：当处理器接收到用户输入的激活请求时，执行步骤303；否则返回。 

在处理器监测到在处理器与用户输入模块(可以为实施例4所述的激活按键，也可以为其他的触发按钮或者其他输入模块)电连接的端口有用户激活请求输入时，执行步骤303，否则返回。 

本步骤的具体实现可以但不限于参见实施3中的相应介绍。 

步骤303：处理器判定锂离子电池组当前的实际容量是否低于预定的容量下限时，如果否，则返回，如果是，则执行步骤304。 

处理器判定锂离子电池组当前的实际容量是否低于预定的容量下限(选自标称容量的65％～75％的一数值)时，如果否，则返回，如果是，则执行步骤304。 

本步骤的具体实现可以但不限于参见实施3中的相应介绍。 

步骤304：处理器断开充电电路、输出电路，触发限流充放电开关，连通小电流充电电路，小电流充电电路对锂离子电池组小电流充电，直到锂离子电池组电压达到本锂离子电池组的充电截止电压。 

处理器断开用于正常充电的充电电路、对外输出应用电流的输出电路的与锂离子电池组的电性连接，并且触发限流充放电开关，连通小电流充电电路，小电流充电电路对锂离子电池组小电流充电，直到锂离子电池组电压达到本锂离子电池组的充电截止电压，即满充。 

步骤305：处理器接通限流放电开关，锂离子电池通过限流放电开关进行小电流放电，直到锂离子电池组电压达到所述锂离子电池组的放电截止电压。 

在满充之后，处理器触发限流充放电开关，连通小电流放电电路锂离子电池组小电流充电，直到锂离子电池组电压达到本锂离子电池组的放电截止电压，即满放。 

步骤306：处理器判定当前小电流充放电循环次数是否达到预定的次数，如果是，返回步骤303；否则，停止执行步骤307。 

在本步骤中该预定的次数N可以为3、4或者5。 

步骤307：处理器触发限流充放电开关，断开小电流充电电路、以及小电流放电电路。 

上述的小电流充电以及小电流放电时以0.1-0.3倍率进行所述充电以及放电，比如：以0.1C或者0.2C或者0.3C进行小电流充电以及小电流放电。 

本发明人在进行本发明的研究过程中发现，在锂离子电池的实际容量偏流标称容量较低时，用户可以触发激活，向处理器发送激活请求，处理器执行上述的激活控制流程，而对锂离子电池组进行小电流满充满放循环，经过本发明人的试验证明，该小电流充放电循环可以活化锂离子电池内的电极材料，从而提高锂离子电池的实际容量，有利于提高电池组的利用率以及延长寿命。 

实施例3： 

图2为本实施例提供的一种锂离子电池组充电循环控制系统结构示意图。参见图示，该系统包括：壳体(未画出)，在壳体内设置有控制电电路板4000。在控制电路板上设置有电量监测模块401、处理器402、充电电路403、输出电路404。

其中，电量监测模块401与锂离子电池组400电连接，用于实时监测锂离子电池组400的实际电量； 

处理器402与电量监测模块401、充电电路403、输出电路404分别电连接，用于根据电量监测模块401的监测结果控制充电电路403、以及输出电路404的通断。

充电电路403分别与外部电源以及锂离子电池组400电连接，用于在处理器402的控制下对锂离子电池组400充电。 

输出电路404与锂离子电池组400电连接，用于在控制器的控制下对外输出电流，满足用户的用电需求。 

在壳体外表面还设置有恢复按键4052。相应地，在壳体内，在恢复按键4052的背面设置有与该按键4052相适配的第一按键触发电路板4051。当该恢复按键4052被按下时，第一按键触发电路板4051上的电路被触发而向处理器402发送触发信号。该触发信号为一高电平脉冲或者低电平脉冲等，而根据预先的通信控制协议，处理器402接收到该触发信号后确定当前用户发出了恢复请求而请求紧急用电，处理器402启动紧急放电控制策略。 

本实施例控制系统的工作原理如下： 

在一般用电时，输出电路404处于连通状态，锂离子电池处于常态放电工作状态，处理器402根据电量监测模块401的实时输入而进行放电控制，当处理器402判定当前锂离子电池组的实际电量下降到预定的下限值(预定的电量下限值选自本锂离子电池组400标称容量的20％至40％之间的一数值)时，处理器402断开输出电路404，锂离子电池停止对外放电，常态放电状态结束。

在锂离子电池组400结束常态放电工作状态后，处理器402还定时监测与第一按键触发电路板4051连接的端口，当处理器402接收到用户输入的恢复请求时，处理器402接通当前已断开的输出电路404，使锂离子电池组400通过该输出电路404输出剩余电量，直到该锂离子电池组的实际电压下降到锂离子电池组400的放电截止电压为止，最大化地满足用户的紧急用电需求，提高使用的 便利性和灵活性。 

用户在需要充电时，为本锂离子电池组400连接外部电源，外部电源的电流通过充电电路403对锂离子电池组400内的各单体电池充电，锂离子电池组400处于常态充电工作状态，在充电过程中，处理器402根据实时收到电量监测模块401的输入而进行充电控制，具体如下： 

在锂离子电池组400处于常态充电工作状态下，当处理器402确定当前锂离子电池组的实际电量上升到预定的电量上限值(预定的电量上限值选自：本锂离子电池组400标称容量的85％至90％之间的任一数值)时，处理器402即自动断开充电电路403，自动停止充电。

其工作原理的详细可以但不限于参见实施例1中的记载。 

由上可见，采用本实施例技术方案，由于本实施例对于常态的充放电控制(也即一般应用方式)，本实施例以锂离子电池组实际容量与标称容量的比对作为控制参数，并且在常态的充放电循环控制中，每次充电电量达到电池组总标称容量的85％～90％即自动停止充电。每次放电时，当前电池组的实际电量达到电池组总标称容量的60％～80％即自动停止放电电。 

可见在应用最广泛的一般性应用时，锂离子电池组400的充放电循环采用浅充浅放的方式循环，相对于现有技术中的满充满放循环控制方式，应用本实施例技术方案有利于避免某单体存在过充过放而导致单体内部结构损伤而导致个别单体衰减过快而引起整体锂离子电池组中各单体电池的一致性变差问题。可见，采用本实施例技术方案有利于提高锂离子电池组400的使用寿命。 

另外，在本实施例的控制系统中，由于自动应用控制时，在常态放电结束后，锂离子电池组的剩余电量还达电池组总标称容量的20％～40％，而在本实施例系统中。在壳体上还设置有恢复按键4052，当锂离子电池组400常态放电结束后，处理器402实时监测用户输入信号，如果监测到恢复按键4052被按下而输入恢复请求时，处理器402连通当前处于断开状态的输出电路404，使该锂离子电池组400通过该输出电路404对外输出剩余电量直到满放，最大限度地应对用户当前的紧急应用需求。。 

综上，相对于现有技术，应用本发明实施例技术方案，一方面避免了常态充放电对单体电池内部结构的损伤而使锂离子电池组中各单体电池一致性差 的问题，有利于提高锂离子电池组400的使用寿命，同时还最大化地满足用户紧急应用请求，方便用户使用，提高使用的便利性和灵活性。 

为了进一步提高本系统的性能，本实施例还可以在壳体外表面设置一激活按键4062，相应地，在壳体内，在该激活按键4062背面还设置与该按键4062相适配的第二按键触发电路板4061。 

当该激活按键4062被按下时，第二按键触发电路板4061上的电路被触发，第二按键触发电路板4061向处理器402发送一触发信号。该触发信号可以为一简单的高电平脉冲或者低电平脉冲等。处理器402接收到该触发信号后确定用户当前的激活请求，而执行相应的激活控制流程。 

在控制电路板上还设置有实际容量估算模块407、小电流充放电开关408、小电流充电电路410、小电流放电电路409。 

其中，实际容量估算模块407与锂离子电池组400以及处理器402分别电连接，用于估算锂离子电池组400当前的实际容量。 

小电流充放电开关408与处理器402、小电流放电电路409、小电流充电电路410分别电连接。 

小电流充电电路410、小电流放电电路409分别与锂离子电池组400电连接。 

处理器402在接收到用户的激活请求后，工作原理如下： 

处理器402根据容量估算模块407的实时输入，判定当前锂离子电池组400的实际容量是否低于预定的容量下限(该容量下限选自锂离子电池组总标称容量的65％～75％的一个数值)，如果否，则返回；如果是，则执行以下的小电流满充满放循环：

S1：处理器402断开充电电路403、输出电路404，触发小电流充放电开关408，接通小电流充电电路410，小电流充电电路410对锂离子电池组400进行小电流充电，直到锂离子电池组400电压上升到本锂离子电池组400的充电截止电压，然后，

S2：处理器402触发小电流充放电开关408，接通小电流放电电路409，锂离子电池通过小电流放电电路409小电流放电，直到锂离子电池组400电压下降到放电截止电压为止。 

上述的小电流充电以及小电流放电时在本实施例中具体是以0.1-0.3倍率进行所述充电以及放电。 

执行S1、S2的循环3-5次。 

本发明人在进行本发明的研究过程中发现，在锂离子电池的实际容量偏流标称容量较低时，用户可以触发激活，向处理器发送激活请求，处理器执行上述的激活控制流程，而对锂离子电池组进行小电流满充满放循环，经过本发明人的试验证明，该小电流充放电循环可以活化锂离子电池内的电极材料，从而提高锂离子电池的实际容量，有利于提高电池组的利用率以及延长寿命。 

在本实施例中，可以根据按键4051、4061在壳体上位置以及用户操作方便考虑，将第一按键触发电路板4051、第二按键触发电路板4061设计在一块电路板上，也可以将其分别设置在不同的电路板上，还可以但不限于将其设置在控制电路板上。 

另外，本实施例中锂离子电池组400的实际容量估算模块407以及实际电量测试模块可以单独模块化设计，也可以符合应用现有的电源管理系统中的相应模块实现。 

试验数据分析： 

为了进一步说明本发明的效果，本发明人进行了以下的样品试验，具体如下：本发明制作了一种实施例3中所示的电池组管理系统，在该系统的壳体上设置有恢复按键和激活按键，其应用控制方案为实施例1、2中所示。

在本实施例中实时(在本实施例中的实时监测频率为每秒20次)测量电池组的各项参数，包括电压、电流、内阻、温度等，估算电池组的当前满电的实际容量。 

第一：试验对象：标称容量为5000mAh的锂离子电池组的合格品，随机抽样15个样品，分成三组，每组5个，分别对每组按照对比组1、试验组1，试验组1’所述的方式进行试验测试。 

对比组1：采用现有技术中循环充放电直到电池无法使用。充放电的模式为现有技术中的满充满放，直到寿命结束。在循环500次后测试实际容量。 

试验组1：进行自动充放电试验：每次充电容量为电池满电容量的90％，即充电量为4500mAh，即自动停止充电。每次放电容量为电池满电容量的80％， 即4000mAh，即自动停止放电，如此循环使用。 

在用户在自动停止放电后(在本试验中，具体是在第一次充放电循环后)，试验者按下恢复按键，中止当前“浅充浅放”的充放电模式，而使锂离子电池继续可对外放电，继续使用剩余电量，测试当前锂离子电池组的实际电量，当前剩余电量为500mAh，即当前用户还有500mAh的剩余电量可供继续使用。 

在锂离子电池使用(即在进行自动充放电循环)500次后，测量当前锂离子电池组的实际容量。 

继续进行自动充放电循环，直到寿命结束。 

试验组1’：与试验组1所不同之处在于： 

在本组的测试过程中，在锂离子电池使用(即在进行自动充放电循环)500次后，测量当前锂离子电池组的实际容量。在测试后，试验者还按下激活按键，电池管理系统监控充电器以小电流0.1C(C是倍率的概念，比如标称容量时1000mAh，那么0.1C＝1000*0.1＝100mAh，该小电流的限流可以通过限流器实现)对电池进行满充满放的模式小电流充放电3次，然后自动转入“浅充浅放”的充放电模式循环使用，在3次循环后，再次测试个样品当前的实际容量。

继续自动充放电测试，直到寿命结束。 

得到的试验数据如表一所示： 

表一：试验数据对比表

第二：对标称容量为10000mAh的锂离子电池组的合格品，随机抽样15个样品，分成三组，每组5个，分别按照对比组2、试验组2，试验组2’所述的方式进行试验测试。

对比例2：采用现有技术中循环充放电直到电池无法使用。充放电的模式为现有技术中的满充满放，直到寿命结束。在循环500次后测试实际容量。 

试验例2：进行自动充放电试验：每次充电容量为电池满电容量的80％，即充电量为8000mAh，即自动停止充电。每次放电容量为电池满电容量的60％，即6000mAh，即自动停止放电，如此循环使用。 

在用户在自动停止放电后(在本试验中，具体是在第一次充放电循环后)，试验者按下“恢复”按键，中止当前“浅充浅放”的充放电模式，而使锂离子电池继续可对外放电，继续使用剩余电量，测试当前锂离子电池组的实际电量，当前剩余电量为2000mAh，即当前用户还有2000mAh的剩余电量可供继续使用。 

在锂离子电池使用(即在进行自动充放电循环)300次后，测量当前锂离子电池组的实际容量。 

继续进行自动充放电循环，直到寿命结束。 

试验组2’：与试验组1所不同之处在于：

在本组的测试过程中，在锂离子电池使用(即在进行自动充放电循环)500次后，试验者还按“激活”按键，电池管理系统监控充电器以小电流0.5C倍率对电池进行满充满放的模式激活5次，然后自动转入“浅充浅放”的充放电模式循环使用，在5次循环后，再次测试当前锂离子电池组的实际容量。

继续自动充放电测试，直到寿命结束。 

得到的试验数据如表二所示： 

表二：试验数据对比表

在上述试验中，在本实施例中，其实际容量值采用本实施例系统中的容量估算模块监测获取，但不限于采用电容柜测试获得。

在本实施例中，当放电至电池的下限电压，电池放电容量为标称容量的80％时，所完成的循环次数定义为电池的循环寿命。 

由上述试验结果分析以及数据比对可见，采用本实施例技术方案实现了 在有利于提高锂离子电池的寿命的基础上方便用户的使用的目的，并且还有利于提高应用过程中的实际容量。 

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 

Claims (10)

1.一种锂离子电池组充放电循环控制方法，其特征是，包括：

当锂离子电池组处于常态放电工作状态时，所述处理器实时监测所述锂离子电池组的实际电量，当当前实际容量下降到预定的下限值时，所述处理器断开输出电路，结束所述常态放电工作状态，

所述预定的电量下限值为：本锂离子电池组标称容量的20%至40%之间的任一数值；

当锂离子电池组结束所述常态充电工作状态后，所述处理器实时监测用户输入信号，当接收到用户输入的恢复请求时，所述处理器接通所述输出电路，所述锂离子电池组通过所述输出电路对外输出电流，直到所述锂离子电池组的实际电压下降到本锂离子电池组的放电截止电压；

当锂离子电池组处于常态充电工作状态时，所述处理器实时监测所述锂离子电池组的实际电量，当当前的电量上升到预定的上限值时，所述处理器断开所述充电电路，结束所述常态充电工作状态，

所述预定的电量上限值为：本锂离子电池组标称容量的85%至90%之间的任一数值。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池组充放电循环控制方法，其特征是，

在所述锂离子电池处于非工作状态下，所述处理器实时监测用户输入信号；

当接收到用户输入的激活请求时，所述处理器判定所述锂离子电池组当前的实际容量是否低于预定的容量下限时，如果否，则返回，如果是，则执行以下步骤：

S1：所述处理器触发限流充放电开关，连通小电流充电电路，所述小电流充电电路对所述锂离子电池组小电流充电，直到所述锂离子电池组电压达到本锂离子电池组的充电截止电压，

S2：所述处理器触发限流充放电开关，连通小电流放电电路，所述锂离子电池通过所述小电流放电电路小电流放电，直到所述锂离子电池组电压达到所述锂离子电池组的放电截止电压，

所述小电流充电以及小电流放电时以0.1-0.3倍率进行所述充电以及放电，

执行S1、S2的循环N次，其中N为3、4或者5。

3.根据权利要求2电池组充放电循环控制方法，其特征是，

所述容量下限为：标称容量的65%至75%的一数值。

4.根据权利要求1或2或3电池组充放电循环控制方法，其特征是，

所述电量下限值为：本锂离子电池组标称容量的20%。

5.根据权利要求1或2或3所述的锂离子电池组充放电循环控制方法，其特征是，

所述电量下限值为：本锂离子电池组标称容量的40%。

6.根据权利要求1或2或3所述的锂离子电池组充放电循环控制方法，其特征是，

所述电量上限值为：本锂离子电池组标称容量的90%。

7.据权利要求1或2或3所述的锂离子电池组充放电循环控制方法，其特征是，

所述电量上限值为：本锂离子电池组标称容量的80%。

8.一种锂离子电池组充放电循环控制系统，其特征是，包括：壳体，在所述壳体内设置有控制电电路板；

所述控制电路板上设置有电量监测模块、处理器、充电电路、输出电路；其中，

所述电量监测模块，与锂离子电池组电连接，用于实时监测所述锂离子电池组的实际电量；

所述处理器与所述电量监测模块、充电电路、输出电路分别电连接，用于根据所述电量监测模块的监测结果控制所述充电电路、输出电路的通断：

当锂离子电池组处于常态放电工作状态时，当当前实际容量下降到预定的下限值时，所述处理器断开输出电路，所述预定的电量下限值为：本锂离子电池组标称容量的20%至40%之间的任一数值；

当锂离子电池组处于常态充电工作状态时，当当前的电量上升到预定的上限值时，所述处理器断开所述充电电路，所述预定的电量上限值为：本锂离子电池组标称容量的85%至90%之间的任一数值；

所述充电电路分别与外部电源、锂离子电池组电连接，用于对所述锂离子电池组充电，

所述输出电路与所述锂离子电池组电连接，用于对外输出电流；

在所述壳体上还设置有恢复按键，在所述壳体内，所述恢复按键的背面设置有第一按键触发电路板，

所述第一按键触发电路板与所述处理器电连接，用于在所述恢复按键被按下时，向所述处理器发送恢复请求，

所述处理器还用于：当锂离子电池组结束所述常态充电工作状态后，当接收到用户输入的恢复请求时，所述处理器接通所述输出电路。

9.根据权利要求8所述的一种锂离子电池组充放电循环控制系统，其特征是，

在所述壳体上还设置有激活按键，在所述壳体内，所述激活按键的背面设置有第二按键触发电路板，

所述第二按键触发电路板与所述处理器电连接，用于在所述激活按键被按下时，向所述处理器发送激活请求，

在所述控制电路板上还设置有小电流充放电开关、小电流充电电路、小电流放电电路，

所述小电流充放电开关与所述处理器、小电流充放电开关、小电流充电电路分别电连接，所述小电流充电电路、小电流放电电路分别与所述锂离子电池组电连接；

所述处理器还用于当接收到用户输入的激活请求时，所述处理器判定所述锂离子电池组当前的实际容量是否低于预定的容量下限时，如果否，则返回，如果是，则执行：

S1：所述处理器断开所述充电电路、输出电路，接通限流充电开关，对所述锂离子电池组进行小电流充电，直到所述锂离子电池组电压达到本锂离子电池组的充电截止电压，

S2：所述处理器接通限流放电开关，所述锂离子电池通过所述限流放电开关进行小电流放电，直到所述锂离子电池组电压达到所述锂离子电池组的放电截止电压，

所述小电流充电以及小电流放电时以0.1-0.3倍率进行所述充电以及放电，

执行S1、S2的循环N次，其中N为3、4或者5。

10.根据权利要求9一种锂离子电池组充放电循环控制系统，其特征是，

所述第一按键触发电路板、第二按键触发电路板为一体化设置。

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