CN104466280B - 一种用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法，包括以下步骤：（1）恒功率充电阶段；（2）线性充电阶段。通过上述方式，本发明用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法具有加快充电过程、降低充电过程电池发热、从而实现更短时间充电、继而达到缩短设备在电池充电时的等待时间等优点，在用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法的普及上有着广泛的市场前景。

Description

一种用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法
技术领域
本发明涉及电池充电领域，特别是涉及一种用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法。
背景技术
对于采用锂电池包供电的电动工具和园林工具领域，由于蓄电池的容量是有限的，对于需要长时间使用的工作环境，锂电充电时间是决定用电设备是否更快的继续使用的关键。
供电模块是电动工具、园林户外工具等直流无刷电机驱动系统的核心，现有直流无刷电机驱动系统多采用锂电池进行供电，传统锂电恒压恒流充电方法采用全程恒功率充电方法，起始阶段电流大、充电快，但是当充电量接近充满时，锂电池电压高即剩余容量较高时，内部的存储电荷的空穴比例小，仍大电流充电，电池加速发热，且会破坏锂电池内部结构，充电时间长，充电时电池发热量大，影响锂电使用寿命等缺点。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法，通过采用在电池容量少的时候采用恒功率充电机制、然后在临近满电时在采用线性充电方式充电，即实现快速涓流充电，又很好的保护锂电特性，在用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法的普及上有着广泛的市场前景。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法，包括以下步骤：
（1）恒功率充电阶段：充电时设定好充电功率P，根据检测到的锂电电压V计算充电电流 I = P/V，并闭环控制充电电流I，在此充电阶段，充电电流随电压降低、功率保持不变，当检测到锂电池的电压V充至线性充电的起点即进入线性充电阶段；
（2）线性充电阶段：电压在此阶段仍在上升，而电流成阶梯状下降，功率也随之下降，此阶段将起始电压点和结束电压点分为n个点，记为CV1,CV2,CV3,…..,CVn，其中CV1为起始电压，CVn为结束充电电压，同时也将此阶段的最大充电电流和最小充电电流分为n个充电电流，记为I1，I2，I3，….,In，其中I1为起始时的充电电流，In为结束时的充电电流，
（a）当以I1的电流充电，检测到锂电池的电压充电至CV1时，则重新设置CV电压为CV2,同时设置充电电流为I2，
（b）当以I2的电流充电，检测到锂电池的电压充电至CV2时，则重新设置CV电压为CV3,同时设置充电电流为I3，
（c）以此类推，依此将锂电池的电压充电至CVn-1，
（d）当以In的电流充电，检测到锂电池的电压充电至CVn时，线性充电阶段结束，充电结束。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中的n大于10。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中的结束时的充电电流小于起始时的充电电流的一半。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中的功率成阶梯状下降。
本发明的有益效果是：本发明用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法具有加快充电过程、降低充电过程电池发热、从而实现更短时间充电、继而达到缩短设备在电池充电时的等待时间等优点，在用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法的普及上有着广泛的市场前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明的用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法一较佳实施例的充电电压-电流-功率示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例包括：
一种用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法，包括以下步骤：
（1）恒功率充电阶段：此阶段记为CP，充电时设定好充电功率P，根据检测到的锂电电压V计算充电电流 I = P/V，并闭环控制充电电流I，在此充电阶段，充电电流随电压降低、功率保持不变，当检测到锂电池的电压V充至线性充电的起点即进入线性充电阶段；
（2）线性充电阶段：此阶段记为CV，电压在此阶段仍在上升，而电流成阶梯状下降，功率也随之下降，此阶段将起始电压点和结束电压点分为n个点，记为CV1,CV2,CV3,…..,CVn，其中CV1为起始电压，CVn为结束充电电压，同时也将此阶段的最大充电电流和最小充电电流分为n个充电电流，记为I1，I2，I3，….,In，其中I1为起始时的充电电流，In为结束时的充电电流，
（a）当以I1的电流充电，检测到锂电池的电压充电至CV1时，则重新设置CV电压为CV2,同时设置充电电流为I2，
（b）当以I2的电流充电，检测到锂电池的电压充电至CV2时，则重新设置CV电压为CV3,同时设置充电电流为I3，
（c）以此类推，依此将锂电池的电压充电至CVn-1，
（d）当以In的电流充电，检测到锂电池的电压充电至CVn时，线性充电阶段结束，充电结束。
优选地，步骤（2）中的n大于10。
优选地，步骤（2）中的结束时的充电电流小于起始时的充电电流的一半。
优选地，步骤（2）中的功率成阶梯状下降。
通过该锂电快速充电方法，可保证锂电充电发热量尽量小的情况下，大大缩短电池充电时间。本发明在电池容量少的时候采用恒功率充电机制，即低压高电流，高压低电流，由于锂电池电压低即剩余容量低时，内部的存储电荷的空穴比例大，可采用相对大的电流进行充电，而当锂电池电压高即剩余容量较高时，内部的存储电荷的空穴比例小，仍大电流充电，电池加速发热，且会破坏锂电池内部结构，所以需要采用低电流充电，而恒功率充电正好能是实现低压大电流，高压小电流，然后在临近满电时在采用线性充电方式充电，即实现快速涓流充电，又很好的保护锂电特性。
本发明用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法的有益效果是：
一、通过在电池容量少的时候采用恒功率充电机制，保证了锂电池充电发热量尽量小的情况下，大大缩短了锂电池的充电时间；
二、通过在临近满电时在采用线性充电方式充电，即实现快速涓流充电，又很好的保护锂电特性；
三，相对一般的锂电池的线性充电方法，本发明用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法在现行阶段通过不断修正充电起始电压来实现了阶梯式充电方法，加快了充电过程、降低了充电过程电池发热，从而实现更短时间充电，继而达到缩短设备在电池充电时的等待时间。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）恒功率充电阶段：充电时设定好充电功率P，根据检测到的锂电电压V计算充电电流I = P/V，并闭环控制充电电流I，在此充电阶段，充电电流随锂电电压升高而降低，充电功率保持不变，当检测到锂电池的电压V充至线性充电阶段的起点即进入线性充电阶段；
（2）线性充电阶段：电压在此阶段仍在上升，而电流成阶梯状下降，功率也随之下降，此阶段将起始电压点和结束电压点分为n个点，记为CV1,CV2,CV3,…..,CVn，其中CV1为起始充电电压，CVn为结束充电电压，同时也将此阶段的最大充电电流和最小充电电流分为n个充电电流，记为I1，I2，I3，….,In，其中I1为起始时的充电电流，In为结束时的充电电流，
（a）当以I1的电流充电，检测到锂电池的电压充电至CV1时，则重新设置CV电压为CV2,同时设置充电电流为I2，
（b）当以I2的电流充电，检测到锂电池的电压充电至CV2时，则重新设置CV电压为CV3,同时设置充电电流为I3，
（c）以此类推，依此将锂电池的电压充电至CVn-1，
（d）当以In的电流充电，检测到锂电池的电压充电至CVn时，线性充电阶段结束，充电结束。
2.根据权利要求1所述的用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法，其特征在于，步骤（2）中的n大于10。
3.根据权利要求1所述的用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法，其特征在于，步骤（2）中的结束时的充电电流小于起始时的充电电流的一半。
4.根据权利要求1所述的用于直流无刷电机驱动系统的锂电池快速充电方法，其特征在于，步骤（2）中的功率成阶梯状下降。
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