CN105048014B - 一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法 - Google Patents

一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法 Download PDF

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Abstract

一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法，涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及锂离子动力电池快速充电方法。实现了电池剩余容量和电池温度不同的情况下，提供最优的充电策略。本发明检测待充电电池的剩余电量SOC；检测获得的电量SOC与充电电量阈值SOC0进行比较，当SOC≤SOC0时，检测待充电电池温度T，计算所述待充电电池的充电电流，对待充电电池进行恒流充电，并实时采集充电过程中电池的电量SOC，当SOC＞SOC0时，对电池进行恒压充电，充电电压值为U0，将充电电流I与充电截至电流Imin进行比较，如果I>Imin，继续恒压充电；如果I<Imin，完成锂离子动力电池充电。本发明适用于为锂离子动力电池充电。

Description

一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及锂离子动力电池快速充电方法。
背景技术
动力锂离子电池是20世纪成功开发的新型高能电池。因其具有输出电压高、循环寿命长、能量密度高、自放电低和无记忆效应、工作温度范围宽等优点已在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等方面代替了传统电池。动力锂离子电池将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一。并且它已经在人造卫星、航空航天和储能方面得到了广泛的应用。对于动力锂离子电池来说，合理的使用方法可以提高电池的使用效率、延长电池寿命。
发明内容
本发明是为了实现电池剩余容量和电池温度不同的情况下，提供最优的充电策略，提出了一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法。
本发明所述的一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法，该方法的具体步骤为：
步骤一、检测待充电电池的剩余电量SOC；
步骤二、将步骤一检测获得的剩余电量SOC与充电电量阈值SOC0进行比较，当SOC≤SOC0时，执行步骤三，当SOC＞SOC0时，执行步骤六；
步骤三、检测待充电电池温度T，根据公式Ik＝Ik-1-△I计算所述待充电电池的充电电流，其中，Ik为第k次充电电流，Ik-1为k-1次充电电流，变化电流△I＝|aT/T0+b|I0，a、b均为充电常数，I0为电池最大充电倍率所对应的电流，T0为室温25摄氏度；
步骤四、根据步骤三获得的充电电流，对待充电电池进行恒流充电，并实时采集充电过程中电池的电量SOC1，同时将所述的电池的电量SOC1与充电电量阈值SOC0进行比较，如果SOC1≤SOC0，执行步骤五，如果SOC1>SOC0，进行步骤六；
步骤五、实时采集电池充电过程中的电压U，将实时电压U与阈值电压U0进行比较，如果实时电压U小于或等于阈值电压U0，返回执行步骤四，当实时电压U大于阈值电压U0，返回执行步骤三；
步骤六、对电池进行恒压充电，充电电压值为U0，将充电电流I与充电截止电流Imin进行比较，如果I>Imin，继续恒压充电；如果I<Imin，完成锂离子动力电池充电。
本发明采用温度补偿的方式加快了充电电池的充电速度，实现了对锂离子动力电池的快速充电。与现有的电池充电方法相比，充电时间缩短了将近50％。
附图说明
图1为本发明所述带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法的流程图；
图2为采用本发明所述方法进行离子动力电池快速充电的充电曲线示意图；
图3为具体实施例中所述的充电曲线图；曲线a为电压曲线，曲线b为电流曲线。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法，该方法的具体步骤为：
步骤一、检测待充电电池的剩余电量SOC；
步骤二、将步骤一检测获得的剩余电量SOC与充电电量阈值SOC0进行比较，当SOC≤SOC0时，执行步骤三，当SOC＞SOC0时，执行步骤六；
步骤三、检测待充电电池温度T，根据公式Ik＝Ik-1-△I计算所述待充电电池的充电电流，其中，Ik为第k次充电电流，Ik-1为k-1次充电电流，变化电流△I＝|aT/T0+b|I0，a、b均为充电常数，I0为电池最大充电倍率所对应的电流，T0为室温25摄氏度；
步骤四、根据步骤三获得的充电电流，对待充电电池进行恒流充电，并实时采集充电过程中电池的电量SOC1，同时将所述的电池的电量SOC1与充电电量阈值SOC0进行比较，如果SOC1≤SOC0，执行步骤五，如果SOC1>SOC0，进行步骤六；
步骤五、实时采集电池充电过程中的电压U，将实时电压U与阈值电压U0进行比较，如果实时电压U小于或等于阈值电压U0，返回执行步骤四，当实时电压U大于阈值电压U0，返回执行步骤三；
步骤六、对电池进行恒压充电，充电电压值为U0，将充电电流I与充电截止电流Imin进行比较，如果I>Imin，继续恒压充电；如果I<Imin，完成锂离子动力电池充电。
本实施方式中的阈值电压U0为带充电电池手册中给出充电截止电压，电截至电流Imin为带充电电池手册中给出的电池恒压充电截止电流。
具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法的进一步说明，本实施方式中，充电容量阈值SOC0为电池最大容量值的85％～90％。
具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一或二所述的一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法的进一步说明，本实施方式中，a为0.5、b为-0.6。
具体实施方式四、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法的进一步说明，本实施方式中，充电截止电流Imin为1.5A。
具体实施方式五、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法的进一步说明，本实施方式中，阈值电压U0为3.65V。
具体实施例：以磷酸铁锂1.34Ah电池25℃充电过程为例，设置Imin为0.134A，U0为3.6V，充电曲线如图3所示。充电结果与传统恒流-恒压充电方法对比结果如表1所示。
表1
可以看出，带温度补偿的快速充电方法的充电时间缩短了近50％。

Claims (5)

1.一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：
步骤一、检测待充电电池的剩余电量SOC；
步骤二、将步骤一检测获得的剩余电量SOC与充电电量阈值SOC0进行比较，当SOC≤SOC0时，执行步骤三，当SOC＞SOC0时，执行步骤六；
步骤三、检测待充电电池温度T，根据公式Ik＝Ik-1-△I计算所述待充电电池的充电电流，其中，Ik为第k次充电电流，Ik-1为k-1次充电电流，变化电流△I＝|aT/T0+b|I0，a、b均为充电常数，I0为电池最大充电倍率所对应的电流，T0为室温25摄氏度；
步骤四、根据步骤三获得的充电电流，对待充电电池进行恒流充电，并实时采集充电过程中电池的电量SOC1，同时将所述的电池的电量SOC1与充电电量阈值SOC0进行比较，如果SOC1≤SOC0，执行步骤五，如果SOC1>SOC0，进行步骤六；
步骤五、实时采集电池充电过程中的电压U，将实时电压U与阈值电压U0进行比较，如果实时电压U小于或等于阈值电压U0，返回执行步骤四，当实时电压U大于阈值电压U0，返回执行步骤三；
步骤六、对电池进行恒压充电，充电电压值为U0，将充电电流I与充电截止电流Imin进行比较，如果I>Imin，继续恒压充电；如果I<Imin，完成锂离子动力电池充电。
2.根据权利要求1所述的一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法，其特征在于，充电容量阈值SOC0为电池最大容量值的85％～90％。
3.根据权利要求1或2所述的一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法，其特征在于，a为0.5、b为-0.6。
4.根据权利要求1所述的一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法，其特征在于，充电截止电流Imin为1.5A。
5.根据权利要求1所述的一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法，其特征在于，阈值电压U0为3.65V。
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