CN105958569A - 脉冲充电方法、脉冲充电管理芯片及电池系统 - Google Patents

脉冲充电方法、脉冲充电管理芯片及电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105958569A
CN105958569A CN201610327176.7A CN201610327176A CN105958569A CN 105958569 A CN105958569 A CN 105958569A CN 201610327176 A CN201610327176 A CN 201610327176A CN 105958569 A CN105958569 A CN 105958569A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulse
charge
battery core
discharge
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610327176.7A
Other languages
English (en)
Inventor
卓加杰
张锦
陈光辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Nvt Technology Co Ltd
Original Assignee
Dongguan Nvt Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan Nvt Technology Co Ltd filed Critical Dongguan Nvt Technology Co Ltd
Priority to CN201610327176.7A priority Critical patent/CN105958569A/zh
Publication of CN105958569A publication Critical patent/CN105958569A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00711Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/443Methods for charging or discharging in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/448End of discharge regulating measures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H02J7/0077
    • H02J7/0086
    • H02J7/0091
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4257Smart batteries, e.g. electronic circuits inside the housing of the cells or batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明实施例提供了一种脉冲充电方法、脉冲充电管理芯片及电池系统。一方面,本发明实施例中,脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电,脉冲充电包括至少两个脉冲充电阶段;每个脉冲充电阶段包括每个脉冲充电阶段包括一个正脉冲充电阶段和一个负脉冲放电阶段。因此,本发明实施例提供的技术方案用以解决现有技术中快充电池存在的损失能量密度,电芯温升增加,以及安全性较低的问题。

Description

脉冲充电方法、脉冲充电管理芯片及电池系统
【技术领域】
本发明涉及电池技术领域,尤其涉及一种脉冲充电方法、脉冲充电管理芯片及电池系统。
【背景技术】
快充电池能够在短时间内充满80%或者100%的电池电量,相较于普通电池,快充电池能够显著地提升充电速度。
在实现本发明过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:
目前,快充电池是通过改变电芯本身的电解液配方,使得电芯能够承受较大电流,进而在短时间内充满电。但是,这同时会导致电芯能量密度的损失,同时电芯温升增加,导致电池安全性较低。
【发明内容】
有鉴于此,本发明实施例提供了一种脉冲充电方法、脉冲充电管理芯片及电池系统,用以解决现有技术中快充电池存在的损失能量密度,电芯温升增加,以及安全性较低的问题。
一方面,本发明实施例提供了一种脉冲充电方法,包括:脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电,所述脉冲充电包括至少两个脉冲充电阶段;每个脉冲充电阶段包括一个正脉冲充电阶段和一个负脉冲放电阶段;
所述正脉冲充电阶段包括:所述脉冲充电管理芯片开启充电开关,以正脉冲充电电流对所述电芯进行正脉冲充电,以及,所述脉冲充电管理芯片根据正脉冲充电时长,关闭所述充电开关;
所述负脉冲放电阶段包括:所述脉冲充电管理芯片开启放电开关,以负脉冲放电电流对所述电芯进行负脉冲放电,以及,所述脉冲充电管理芯片根据负脉冲放电时长,关闭所述放电开关。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述方法还包括:
所述脉冲充电管理芯片采集流过所述充电开关的电压;
所述脉冲充电管理芯片根据流过所述充电开关的电压,获取流过所述充电开关的电流;
所述脉冲充电管理芯片将流过所述充电开关的电流与预设的正脉冲充电电流启动阈值进行比较;
若流过所述充电开关的电流大于或者等于所述正脉冲充电电流启动阈值,所述脉冲充电管理芯片启动对所述电芯进行脉冲充电的操作。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述方法还包括:
所述脉冲充电管理芯片将流过所述充电开关的电流作为所述正脉冲充电电流;以及,
所述脉冲充电管理芯片根据所述电芯的电压、所述放电开关的电阻值和用于控制放电电流的电阻的电阻值,获得所述负脉冲放电电流。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述脉冲充电管理芯片根据正脉冲充电时长,关闭所述充电开关,包括:
所述脉冲充电管理芯片获取RC电路通过用于控制正脉冲充电时长的电阻进行一次充满电过程所对应的电平翻转的时长;
所述脉冲充电管理芯片根据所述RC电路进行一次电平翻转的时长和预设的所述正脉冲充电时长,获取所述RC电路需要进行电平翻转的次数;
所述脉冲充电管理芯片在对电芯进行正脉冲充电的过程中,检测所述RC电路进行电平翻转的次数;
若所述RC电路进行电平翻转的次数达到获取的所述RC电路需要进行电平翻转的次数,所述脉冲充电管理芯片确定达到所述正脉冲充电时长,关闭所述充电开关。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述脉冲充电管理芯片根据负脉冲放电时长,关闭所述放电开关,包括:
所述脉冲充电管理芯片获取RC电路通过用于控制负脉冲放电时长的电阻进行一次充满电过程所对应的电平翻转的时长;
所述脉冲充电管理芯片根据所述RC电路进行一次电平翻转的时长和预设的所述负脉冲放电时长,获取所述RC电路需要进行电平翻转的次数;
所述脉冲充电管理芯片在对电芯进行负脉冲放电的过程中,检测所述RC电路进行电平翻转的次数;
若所述RC电路进行电平翻转的次数达到获取的所述RC电路需要进行电平翻转的次数,所述脉冲充电管理芯片确定达到所述负脉冲放电时长,关闭所述放电开关。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述方法还包括:
所述脉冲充电管理芯片采集所述电芯的电压;
所述脉冲充电管理芯片将采集到的所述电芯的电压与过压保护阈值进行比较;
若采集到的所述电芯的电压大于或者等于所述过压保护阈值,所述脉冲充电管理芯片关闭所述充电开关和/或所述放电开关。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述方法还包括:
所述脉冲充电管理芯片采集所述电芯的温度;
所述脉冲充电管理芯片将采集到的所述电芯的温度与过温保护阈值进行比较;
若采集到的所述电芯的温度大于或者等于所述过温保护阈值,所述脉冲充电管理芯片关闭所述充电开关和/或所述放电开关。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果:
本发明实施例中,脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电,所述脉冲充电包括至少两个脉冲充电阶段;每个脉冲充电阶段包括一个正脉冲充电阶段和一个负脉冲放电阶段;所述正脉冲充电阶段包括:脉冲充电管理芯片开启充电开关,以正脉冲充电电流对所述电芯进行正脉冲充电,以及,脉冲充电管理芯片根据正脉冲充电时长,关闭所述充电开关;所述负脉冲放电阶段包括:脉冲充电管理芯片开启放电开关,以负脉冲放电电流对所述电芯进行负脉冲放电,以及,脉冲充电管理芯片根据负脉冲放电时长,关闭所述放电开关。本发明实施例并不改变电芯的电解液配方,而是通过脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电,而且,区别于现有技术中通过复杂的脉冲充电管理电路来实现脉冲充电的方法,本发明实施例使用一个集成好的脉冲充电管理芯片,只需要控制脉冲充电管理芯片内部的充电开关和放电开关进行开启或关闭,就可以实现对电芯交替进行正脉冲充电和负脉冲放电,使得复杂的充电电路得以缩减,从而简便了充电过程,降低了脉冲充电的功耗,提高了充电效率。同时,对电芯进行脉冲充电时,正脉冲充电时电芯的热量大于负脉冲放电时的热量,本发明实施例中交替进行正脉冲充电阶段和负脉冲放电阶段,可以降低电芯温度,避免了快速充电带来的温升,并且,可以迅速且有效地消除电芯的极化电极,从而显著地提高充电速度,实现对电芯的快速充电,既不会损失电芯的能量密度,也保证了电芯在快速充电过程中的安全性。因此,本发明实施例解决了现有技术中快充电池存在的损失能量密度,电芯温升增加,以及安全性较低的问题。
另一方面,本发明实施例提供了一种脉冲充电管理芯片,应用于控制对电芯进行脉冲充电的方法,所述脉冲充电包括至少两个脉冲充电阶段;每个脉冲充电阶段包括一个正脉冲充电阶段和一个负脉冲放电阶段;
所述脉冲充电管理芯片包括:控制管理单元、充电开关和放电开关;
所述控制管理单元,用于在所述正脉冲充电阶段中,开启所述充电开关,以正脉冲充电电流对所述电芯进行正脉冲充电,以及,根据正脉冲充电时长,关闭所述充电开关;还用于在所述负脉冲放电阶段中,开启所述放电开关,以负脉冲放电电流对所述电芯进行负脉冲放电,以及根据负脉冲放电时长,关闭所述放电开关。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述控制管理单元,还用于:
采集流过所述充电开关的电压;
根据流过所述充电开关的电压,获取流过所述充电开关的电流;
将流过所述充电开关的电流与预设的正脉冲充电电流启动阈值进行比较;
若流过所述充电开关的电流大于或者等于所述正脉冲充电电流启动阈值,启动对所述电芯进行脉冲充电的操作。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述控制管理单元,还用于:
将流过所述充电开关的电流作为所述正脉冲充电电流;以及,
根据所述电芯的电压、所述放电开关的电阻值和用于控制放电电流的电阻的电阻值,获得所述负脉冲放电电流。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述脉冲充电管理芯片还包括检测电路单元;
所述检测电路单元,用于:
获取自身的RC电路通过用于控制正脉冲充电时长的电阻进行一次充满电过程所对应的电平翻转的时长;
根据所述RC电路进行一次电平翻转的时长和预设的所述正脉冲充电时长,获取所述RC电路需要进行电平翻转的次数;
在对电芯进行正脉冲充电的过程中,检测所述RC电路进行电平翻转的次数;
若所述RC电路进行电平翻转的次数达到获取的所述RC电路需要进行电平翻转的次数,确定达到所述正脉冲充电时长,向所述控制管理单元发送切换信号,以使得所述控制管理单元关闭所述充电开关。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述检测电路单元,还用于:
获取自身的RC电路通过用于控制负脉冲放电时长的电阻进行一次充满电过程所对应的电平翻转的时长;
根据所述RC电路进行一次电平翻转的时长和预设的所述负脉冲放电时长,获取所述RC电路需要进行电平翻转的次数;
在对电芯进行负脉冲放电的过程中,检测所述RC电路进行电平翻转的次数;
若所述RC电路进行电平翻转的次数达到获取的所述RC电路需要进行电平翻转的次数,确定达到所述负脉冲放电时长,向所述控制管理单元发送切换信号,以使得所述控制管理单元关闭所述放电开关。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述脉冲充电管理芯片还包括过压保护单元;
所述过压保护单元进一步包括电压采集模块和电压比较模块;
所述电压采集模块,用于采集所述电芯的电压;
所述电压比较模块,用于将所述采集模块采集到的所述电芯的电压与过压保护阈值进行比较;
所述电压比较模块,还用于若所述电压采集模块采集到的所述电芯的电压大于或者等于所述过压保护阈值,将过压保护信号发送给所述控制管理单元,以使得所述控制管理单元关闭所述充电开关和/或所述放电开关。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述脉冲充电管理芯片还包括过温保护单元;
所述过温保护单元进一步包括温度采集模块和温度比较模块;
所述温度采集模块,用于采集所述电芯的温度;
所述温度比较模块,用于将采集到的所述电芯的温度与过温保护阈值进行比较;
所述温度比较模块,还用于若所述温度采集模块采集到的所述电芯的温度大于或者等于所述过温保护阈值,将过温保护信号发送给所述控制管理单元,以使得所述控制管理单元关闭所述充电开关和/或所述放电开关。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果:
本发明实施例请求保护的脉冲充电管理芯片,应用于对电芯进行脉冲充电的方法,所述脉冲充电包括至少两个脉冲充电阶段;每个脉冲充电阶段包括一个正脉冲充电阶段和一个负脉冲放电阶段;所述脉冲充电管理芯片包括:控制管理单元、充电开关和放电开关;所述控制管理单元,用于在所述正脉冲充电阶段中,开启所述充电开关,以正脉冲充电电流对所述电芯进行正脉冲充电,以及,根据正脉冲充电时长,关闭所述充电开关;还用于在所述负脉冲放电阶段中,开启所述放电开关,以负脉冲放电电流对所述电芯进行负脉冲放电,以及根据负脉冲放电时长,关闭所述放电开关。本发明实施例并不改变电芯的电解液配方,而是通过脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电,而且,区别于现有技术中通过复杂的脉冲充电管理电路来实现脉冲充电的方法,本发明实施例使用一个集成好的脉冲充电管理芯片,只需要控制脉冲充电管理芯片内部的充电开关和放电开关进行开启或关闭,就可以实现对电芯交替进行正脉冲充电和负脉冲放电,使得复杂的充电电路得以缩减,从而简便了充电过程,提高了充电效率。同时,对电芯进行脉冲充电时,正脉冲充电时电芯的热量大于负脉冲放电时的热量,本发明实施例中交替进行正脉冲充电阶段和负脉冲放电阶段,可以降低电芯温度,避免了快速充电带来的温升,降低了脉冲充电的功耗,并且,可以迅速且有效地消除电芯的极化电极,从而显著地提高充电速度,实现对电芯的快速充电,既不会损失电芯的能量密度,也保证了电芯在快速充电过程中的安全性。因此,本发明实施例解决了现有技术中快充电池存在的损失能量密度,电芯温升增加,以及安全性较低的问题。
再一方面,本发明实施例提供了一种电池系统,包括电芯和保护板;
所述保护板上设置有上述的脉冲充电管理芯片。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果:
本发明实施例并不改变电芯的电解液配方,而是通过脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电,而且,区别于现有技术中通过复杂的脉冲充电管理电路来实现脉冲充电的方法,本发明实施例使用一个集成好的脉冲充电管理芯片,只需要控制脉冲充电管理芯片内部的充电开关和放电开关进行开启或关闭,就可以实现对电芯交替进行正脉冲充电和负脉冲放电,使得复杂的充电电路得以缩减,从而简便了充电过程,提高了充电效率。同时,对电芯进行脉冲充电时,正脉冲充电时电芯的热量大于负脉冲放电时的热量,本发明实施例中交替进行正脉冲充电阶段和负脉冲放电阶段,可以降低电芯温度,避免了快速充电带来的温升,降低了脉冲充电的功耗,并且,可以迅速且有效地消除电芯的极化电极,从而显著地提高充电速度,实现对电芯的快速充电,既不会损失电芯的能量密度,也保证了电芯在快速充电过程中的安全性。因此,本发明实施例解决了现有技术中快充电池存在的损失能量密度,电芯温升增加,以及安全性较低的问题。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例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性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1a是本发明实施例所提供的一个脉冲充电阶段的流程示意图;
图1b是本发明实施例所提供的另一个脉冲充电阶段的流程示意图;
图2是本发明实施例所提供的电池系统中的保护板的电路结构示意图;
图3是本发明实施例所提供的脉冲充电管理芯片的功能方块图;
图4是本发明实施例所提供的电池系统的功能方块图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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作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。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
实施例一
本发明实施例给出一种脉冲充电方法,该方法包括:脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电,脉冲充电包括至少两个脉冲充电阶段;其中,每个脉冲充电阶段包括一个正脉冲充电阶段和一个负脉冲放电阶段;
具体的,正脉冲充电阶段包括:脉冲充电管理芯片开启充电开关,以正脉冲充电电流对电芯进行正脉冲充电,以及,脉冲充电管理芯片根据正脉冲充电时长,关闭充电开关
具体的,负脉冲放电阶段包括:脉冲充电管理芯片开启放电开关,以负脉冲放电电流对电芯进行负脉冲放电,以及,脉冲充电管理芯片根据负脉冲放电时长,关闭放电开关。
需要说明的是,脉冲充电管理芯片控制对电芯进行正负脉冲充电,可以包括至少两个上述的脉冲充电阶段,每个脉冲充电阶段包括了一个正脉冲充电阶段和一个负脉冲放电阶段,而在脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电的整个过程中,正脉冲充电阶段和负脉冲放电阶段是交替进行的。具体的,当进行了一个正脉冲充电阶段后,会进行一个负脉冲充电阶段,而不是直接进行下一个正脉冲充电阶段,也即,两个正脉冲充电阶段之间一定进行了一个负脉冲放电阶段,而两个负脉冲放电阶段之间也一定进行了一个正脉冲充电阶段。本发明实施例的上述描述是为了说明一个脉冲充电阶段所包含的具体过程,并不用以限制本发明。
具体的,脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电的一个脉冲充电阶段,可以先控制对电芯进行正脉冲充电,若对电芯进行正脉冲充电的时长达到预设的正脉冲充电时长,脉冲充电管理芯片关闭充电开关并开启放电开关,以控制对电芯进行负脉冲放电,若对电芯进行负脉冲放电的时长达到预设的负脉冲放电时长,脉冲充电管理芯片关闭放电开关,至此一个脉冲充电阶段结束,然后进行下一个脉冲放电阶段。
在一个具体的实现过程中,请参考图1a,其为本发明实施例所提供的一个脉冲充电阶段的流程示意图。如图1a所示,该脉冲充电阶段包括:
S101,脉冲充电管理芯片开启充电开关,以正脉冲充电电流对电芯进行正脉冲充电。
S102,脉冲充电管理芯片根据正脉冲充电时长,关闭充电开关并开启放电开关,以负脉冲放电电流对电芯进行负脉冲放电。
S103,脉冲充电管理芯片根据负脉冲放电时长,关闭放电开关。
需要注意的是,若脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电时,首先进行了如图1a所示的脉冲充电阶段,则在脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电的整个过程中,都会循环重复至少两个如图1a所示的脉冲充电阶段,以保证正脉冲充电阶段和负脉冲放电阶段可以交替进行,进而保证对电芯的快速充电。
具体的,脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电的一个脉冲充电阶段,也可以先控制对电芯进行负脉冲放电,若对电芯进行负脉冲放电的时长达到预设的负脉冲放电时长,脉冲充电管理芯片关闭放电开关并开启充电开关,以控制对电芯进行正脉冲充电,若对电芯进行正脉冲充电的时长达到预设的正脉冲充电时长,脉冲充电管理芯片关闭充电开关。
在一个具体的实现过程中,请参考图1b,其为本发明实施例所提供的另一个脉冲充电阶段的流程示意图。如图1b所示,该脉冲充电阶段包括:
S111,脉冲充电管理芯片开启放电开关,以负脉冲放电电流对电芯进行负脉冲放电。
S112,脉冲充电管理芯片根据负脉冲放电时长,关闭放电开关并开启充电开关,以正脉冲充电电流对电芯进行正脉冲充电。
S113,脉冲充电管理芯片根据正脉冲充电时长,关闭充电开关。
需要注意的是,若脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电时,首先进行了如图1b所示的脉冲充电阶段,则在脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电的整个过程中,都会循环重复至少两个如图1b所示的脉冲充电阶段,以保证正脉冲充电阶段和负脉冲放电阶段可以交替进行,进而保证对电芯的快速充电。
可以理解的是,脉冲充电管理芯片开启充电开关并关闭放电开关,即控制对电芯进行正脉冲充电阶段;脉冲充电管理芯片开启放电开关并关闭充电开关,即控制对电芯进行负脉冲放电阶段。
电池系统包括电芯和保护板,当电芯连接供电设备,即可对电芯进行充电。本发明实施例中,是通过设置在保护板上的脉冲充电管理芯片实现对电芯进行正负脉冲充电的控制。
需要说明的是,本发明实施例中,脉冲充电管理芯片并不直接为电芯提供电能,只是控制对电芯进行正负脉冲充电。因此,若电池与供电设备的连接断开,只依靠脉冲充电管理芯片无法对电芯进行脉冲充电。
本发明实施例中,为电芯提供电能的供电设备可以包括但不限于:电源、充电器、充电线和移动电源中的至少一种,本发明实施例对此不进行特别限定。
本发明实施例中,脉冲充电管理芯片可以采集流过充电开关的电压,进而根据采集到的流过充电开关的电压,获取流过充电开关的电流,然后,将获取到的流过充电开关的电流与预设的正脉冲充电电流启动阈值进行比较,若获取到的流过充电开关的电流大于或者等于预设的正脉冲充电电流启动阈值,脉冲充电管理芯片才会启动对电芯进行正负脉冲充电的操作,进而控制供电设备对电芯进行快速充电。
可以理解的是,若获取到的流过充电开关的电流小于预设的正脉冲充电电流启动阈值,脉冲充电管理芯片不会启动对电芯进行脉冲充电的操作,而是通过供电设备对电芯进行普通充电。
举例说明,请参考图2,其为本发明实施例所提供的电池系统中的保护板的电路结构示意图。保护板与电芯相连接,如图2所示,P+和P-之间可以连接电芯的正负极,而保护板上设置有脉冲充电管理芯片以及其他保护电路部分,电芯与保护板上的脉冲充电管理芯片以及其他保护电路部分相连接。如图2所示,脉冲充电管理芯片可以包括但不限于:控制管理单元、充电开关、放电开关、过压保护单元、检测电路单元、逻辑分析模块以及驱动。其中,逻辑分析模块和驱动用于辅助控制管理单元传输信号。脉冲充电管理芯片中,控制管理单元分别与充电开关、放电开关、过压保护单元、检测电路单元、逻辑分析模块以及驱动连接,进而,控制管理单元可以根据采集到的信号和/或接收到的其他单元发送的信号,控制充电开关的开启或关闭和/或放电开关的开启或关闭,以控制供电设备对芯片进行正负脉冲充电。
具体的,如图2所示的脉冲充电管理芯片中,控制管理单元可以采集充电开关两侧的电压值,即采集图2中所示的位置SENS-的电压大小和方向和位置SENS+的电压大小和方向,从而可以根据位置SENS-的电压值和位置SENS+的电压值,获取到流过充电开关的电压值。
可以理解的是,本发明实施例中,脉冲充电管理芯片采集流过充电开关的电压,可以有多种实现方式,图2中的脉冲充电管理芯片采集流过充电开关两侧的电压的方法,仅为本发明实施例中脉冲充电管理芯片采集流过充电开关的电压的一种具体实现方式,并不用以限制本发明。
具体的,如图2所示的脉冲充电管理芯片中,预设正脉冲充电电流启动阈值,可以通过设定芯片外电阻R3的电阻值进行预设。如图2所示,脉冲充电管理芯片通过I-SET引脚连接内部的检测电路单元和芯片外电阻R3,然后通过检测电路单元内部设置的恒流源和比较器,将通过恒流源流过芯片外电阻R3产生的电流信号,发送给脉冲充电管理芯片内部的控制管理单元,以作为预设的正脉冲充电电流启动阈值。可以理解的是,本发明实施例中,预设正脉冲充电电流启动阈值,可以有多种实现方式,图2中所示的通过设定芯片外电阻R3来预设正脉冲充电电流启动阈值方法,仅为本发明实施例中预设正脉冲充电电流启动阈值的一种具体实现方式,并不用以限制本发明。
具体的,根据采集到的流过充电开关的电压,获取流过充电开关的电流,可以有多种实现方式,本发明实施例对此不进行特别限定。例如,可以通过充电开关的功率和流过充电开关的电压,计算流过充电开关的电流。或者,又例如,可以通过充电开关的电阻值和流过充电开关的电压,计算流过充电开关的电流。
本发明实施例中,若获取到的流过充电开关的电流大于或者等于预设的正脉冲充电电流启动阈值,脉冲充电管理芯片才会启动对电芯进行脉冲充电的操作。当脉冲充电管理芯片开启充电开关并关闭放电开关,以正脉冲充电电流为电芯进行正脉冲充电,具体的,脉冲充电管理芯片将流过充电开关的电流作为正脉冲充电电流。可以理解的是,该正脉冲充电电流一定大于或等于预设的正脉冲充电电流启动阈值,因此,如图2中所示的脉冲充电管理芯片,可以通过调整芯片外电阻R3的电阻值,来调整正脉冲充电电流的大小。
本发明实施例中,当脉冲充电管理芯片开启放电开关并关闭充电开关,以负脉冲放电电流为电芯进行负脉冲放电时,具体的,脉冲充电管理芯片可以根据电芯的电压、放电开关的电阻值和用于控制放电电流的电阻的电阻值,获得负脉冲放电电流的大小。
例如,请参考图2,负脉冲放电电流的大小与放电开关的电阻值、电芯电压与芯片外电阻Ri的电阻值有关,因此,如图2中所示的脉冲充电管理芯片,可以通过调整芯片外电阻Ri的电阻值,来调整负脉冲放电电流的大小。
本发明实施例中,在脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电的完整过程中,会交替对电芯进行正脉冲充电阶段和负脉冲放电阶段。若要将当前进行的正脉冲充电阶段切换为负脉冲放电阶段,脉冲充电管理芯片需要判断对电芯进行正脉冲充电的时长是否达到预设的正脉冲充电时长,若对电芯进行正脉冲充电的时长达到预设的正脉冲充电时长,脉冲充电管理芯片才会关闭充电开关,以结束当前进行的正脉冲充电阶段,当脉冲充电管理芯片开启放电开关,即可切换为负脉冲放电阶段。
在一个具体的实现过程中,脉冲充电管理芯片可以获取自身的RC电路通过用于控制正脉冲充电时长的电阻进行一次充满电过程所对应的电平翻转的时长;然后,根据RC电路进行一次电平翻转的时长和预设的正脉冲充电时长,获取RC电路需要进行电平翻转的次数;接着,在控制对电芯进行正脉冲充电的过程中,检测RC电路进行电平翻转的次数;若RC电路进行电平翻转的次数达到获取的RC电路需要进行电平翻转的次数,确定达到预设的正脉冲充电时长,脉冲充电管理芯片关闭充电开关。
本发明实施例中,脉冲充电管理芯片包含有检测电路单元,而检测电路单元包括但不限于RC电路。RC(Resistance-Capacitance Circuits)电路为RC滤波电路,可以由电阻与电容构成。
以图2为例进行说明,如图2所示,检测电路单元通过ON-SET引脚与芯片外电阻R5相连接,所以,通过设定芯片外电阻R5的电阻值,可以获取到RC电路通过芯片外电阻R5,将RC电路中的电容进行一次充满电过程所对应的电平翻转时长,假设为10μs,而预设的正脉冲充电时长为50μs,则可以确定以正脉冲充电电流对电芯进行正脉冲充电的过程中,RC电路需要进行电平翻转的次数为5次,则只需要在对电芯进行正脉冲充电的过程中,检测RC电路通过芯片外电阻R5进行电平翻转的次数,若RC电路进行电平翻转的次数达到5次,就确定达到预设的正脉冲充电时长,脉冲充电管理芯片内部的检测电路单元就会向控制管理单元发送切换信号,以使得控制管理单元关闭充电开关,并开启放电开关,以控制将对电芯进行正脉冲充电的过程切换为对电芯进行负脉冲放电的过程。
本发明实施例中,在脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电的完整过程中,会交替对电芯进行正脉冲充电阶段和负脉冲放电阶段,若要将当前进行的负脉冲放电阶段切换为正脉冲充电阶段,脉冲充电管理芯片需要判断对电芯进行负脉冲放电的时长是否达到预设的负脉冲放电时长,若对电芯进行负脉冲放电的时长达到预设的负脉冲放电时长,脉冲充电管理芯片才会关闭放电开关,以结束当前进行的负脉冲放电阶段,当脉冲充电管理芯片开启充电开关,即可切换为正脉冲充电阶段。
在一个具体的实现过程中,脉冲充电管理芯片可以获取自身的RC电路通过用于控制负脉冲放电时长的电阻,进行一次充满电过程所对应的电平翻转的时长;然后,根据RC电路进行一次电平翻转的时长和预设的负脉冲放电时长,获取RC电路需要进行电平翻转的次数;接着,在控制对电芯进行负脉冲放电的过程中,检测RC电路进行电平翻转的次数;若RC电路进行电平翻转的次数达到获取的RC电路需要进行电平翻转的次数,确定达到预设的负脉冲放电时长,脉冲充电管理芯片关闭放电开关。
以图2为例进行说明,如图2所示,检测电路单元通过OFF-SET引脚与芯片外电阻R4相连接,所以,通过设定芯片外电阻R4的电阻值,可以获取到RC电路通过芯片外电阻R4,将RC电路中的电容进行一次充满电过程所对应的电平翻转时长,假设为15μs,而预设的负脉冲放电时长为60μs,则可以确定以负脉冲放电电流对电芯进行负脉冲放电的过程中,RC电路需要进行电平翻转的次数为4次,则只需要在对电芯进行负脉冲放电的过程中,检测RC电路通过芯片外电阻R4进行电平翻转的次数,若RC电路进行电平翻转的次数达到4次,就确定达到预设的负脉冲放电时长,脉冲充电管理芯片内部的检测电路单元就会向控制管理单元发送切换信号,以使得控制管理单元关闭放电开关,并开启充电开关,以完成由对电芯进行负脉冲放电的过程切换为对电芯进行正脉冲充电的过程。
可以理解的是,本发明实施例中,上述举例仅为本发明实施例中根据正脉冲充电时长和负脉冲放电时长,切换对电芯进行脉冲充电的充电过程的一种具体实现方式,并不用以限制本发明。而上述举例中,芯片外电阻R5的电阻值和芯片外电阻R4的电阻值可以根据实际需要进行预设,具体的,芯片外电阻R5的电阻值和芯片外电阻R4的电阻值可以相同,也可以不同,本发明对此不进行特别限定。
还可以理解的是,本发明实施例中,正脉冲充电时长和负脉冲放电时长,可以根据实际需要进行预设,具体的,正脉冲充电时长和负脉冲放电时长的数值可以相同,也可以不同,本发明对此不进行特别限定。
本发明实施中,脉冲充电管理芯片控制对电芯进行正负脉冲充电的过程中,脉冲充电管理芯片中还设置有过压保护单元,用以当电芯电压达到过压保护阈值时,脉冲充电管理芯片关闭充电开关和/或放电开关,以使电芯与供电设备断开,不再进行脉冲充电过程。
具体的,本发明实施例中,可以采集电芯的电压,然后将采集到的电芯的电压与过压保护阈值进行比较,若采集到的电芯的电压大于或者等于过压保护阈值,关闭充电开关和/或放电开关。
以图2为例进行说明。如图2所示,过压保护单元包括电压采集模块和电压比较模块,此时,电压比较模块可以为比较器。电压采集模块用以采集电芯的电压,并将采集到的电芯的电压输入比较器的正相输入端,将预设的过压保护阈值输入比较器的反相输入端,进而可以在比较器中实现对采集到的电芯的电压和过压保护阈值的比较,进而根据比较结果,在比较器的输出端输出过压保护信号给控制管理单元,以便于控制管理单元可以根据接收到过压保护单元中的比较器发送的过压保护信号,控制关闭充电开关和关闭放电开关,以结束对电芯进行脉冲充电的过程,达到保护电芯安全的目的。
本发明实施中,脉冲充电管理芯片控制对电芯进行正负脉冲充电的过程中,脉冲充电管理芯片中还设置有过温保护单元,用以当电芯的温度达到过温保护阈值时,脉冲充电管理芯片关闭充电开关和/或放电开关,以使电芯与供电设备断开,不再进行脉冲充电过程。
具体的,本发明实施例中,可以采集电芯的温度,然后将采集到的电芯的温度与过温保护阈值进行比较,若采集到的电芯的温度大于或者等于过温保护阈值,关闭充电开关和/或放电开关。
在一个具体的实现过程中,过温保护单元包括温度采集模块和温度比较模块,此时,温度比较模块可以为比较器。温度采集模块用以采集电芯的温度,并将采集到的电芯的温度输入比较器的正相输入端,将预设的过温保护阈值输入比较器的反相输入端,进而可以在比较器中实现对采集到的电芯的温度和过温保护阈值的比较,进而根据比较结果,在比较器的输出端输出过温保护信号给控制管理单元,以便于控制管理单元可以根据接收到过温保护单元中的比较器发送的过温保护信号,控制关闭充电开关和关闭放电开关,以结束对电芯进行脉冲充电的过程,达到保护电芯安全的目的。
可以理解的是,本发明实施例中,图2所示的电池系统中的保护板的电路结构示意图中并未标示出过温保护单元,图2中所示的电路结构图仅是本发明中脉冲充电管理芯片的一种具体实现方式,并不用以限制本发明。
本发明实施例中,脉冲充电管理芯片控制控制结束对电芯进行脉冲充电,可以包括但不限于:当脉冲充电管理芯片控制对电芯进行过压保护时,结束对电芯进行脉冲充电的过程;或者,当脉冲充电管理芯片控制对电芯进行过温保护时,结束对电芯进行脉冲充电的过程;或者,当供电设备与电池的连接断开时,结束对电芯进行脉冲充电的过程;或者,当电芯的电量充满时,结束对电芯进行脉冲充电的过程,本发明实施例对此不进行具体限定。
本发明实施例中的一个技术方案具有如下有益效果:
本发明实施例中,脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电,脉冲充电包括至少两个脉冲充电阶段;每个脉冲充电阶段包括一个正脉冲充电阶段和一个负脉冲放电阶段;正脉冲充电阶段包括:脉冲充电管理芯片开启充电开关,以正脉冲充电电流对电芯进行正脉冲充电,以及,脉冲充电管理芯片根据正脉冲充电时长,关闭充电开关;负脉冲放电阶段包括:脉冲充电管理芯片开启放电开关,以负脉冲放电电流对电芯进行负脉冲放电,以及,脉冲充电管理芯片根据负脉冲放电时长,关闭放电开关。本发明实施例并不改变电芯的电解液配方,而是通过脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电,而且,区别于现有技术中通过复杂的脉冲充电管理电路来实现脉冲充电的方法,本发明实施例使用一个集成好的脉冲充电管理芯片,只需要控制脉冲充电管理芯片内部的充电开关和放电开关进行开启或关闭,就可以实现对电芯交替进行正脉冲充电和负脉冲放电,使得复杂的充电电路得以缩减,从而简便了充电过程,提高了充电效率。同时,对电芯进行脉冲充电时,正脉冲充电时电芯的热量大于负脉冲放电时的热量,本发明实施例中交替进行正脉冲充电阶段和负脉冲放电阶段,可以降低电芯温度,避免了快速充电带来的温升,降低了脉冲充电的功耗,并且,可以迅速且有效地消除电芯的极化电极,从而显著地提高充电速度,实现对电芯的快速充电,既不会损失电芯的能量密度,也保证了电芯在快速充电过程中的安全性。因此,本发明实施例解决了现有技术中快充电池存在的损失能量密度,电芯温升增加,以及安全性较低的问题。
实施例二
基于上述实施例一所提供的脉冲充电方法,本发明实施例进一步给出实现上述方法实施例中各步骤及方法的装置实施例。
请参考图3,其为本发明实施例所提供的脉冲充电管理芯片的功能方块图。如图3所示,该脉冲充电管理芯片应用于控制对电芯进行脉冲充电的方法,脉冲充电包括至少两个脉冲充电阶段;每个脉冲充电阶段包括一个正脉冲充电阶段和一个负脉冲放电阶段;
脉冲充电管理芯片包括:控制管理单元31、充电开关32和放电开关33;
控制管理单元31,用于在正脉冲充电阶段中,开启充电开关32,以正脉冲充电电流对电芯进行正脉冲充电,以及,根据正脉冲充电时长,关闭充电开关32;还用于在负脉冲放电阶段中,开启放电开关33,以负脉冲放电电流对电芯进行负脉冲放电,以及根据负脉冲放电时长,关闭放电开关33。
本发明实施例中,控制管理单元31,还用于:
采集流过充电开关32的电压;
根据流过充电开关32的电压,获取流过充电开关32的电流;
将流过充电开关32的电流与预设的正脉冲充电电流启动阈值进行比较;
若流过充电开关32的电流大于或者等于正脉冲充电电流启动阈值,启动对电芯进行脉冲充电的操作。
本发明实施例中,控制管理单元31,还用于:
将流过充电开关32的电流作为正脉冲充电电流;以及,
根据电芯的电压、放电开关33的电阻值和用于控制放电电流的电阻的电阻值,获得负脉冲放电电流。
具体的,本发明实施例中,脉冲充电管理芯片还包括检测电路单元34;
检测电路单元34,用于:
获取自身的RC电路341通过用于控制正脉冲充电时长的电阻进行一次充满电过程所对应的电平翻转的时长;
根据RC电路341进行一次电平翻转的时长和预设的正脉冲充电时长,获取RC电路341需要进行电平翻转的次数;
在对电芯进行正脉冲充电的过程中,检测RC电路341进行电平翻转的次数;
若RC电路341进行电平翻转的次数达到获取的RC电路341需要进行电平翻转的次数,确定达到正脉冲充电时长,向控制管理单元31发送切换信号,以使得控制管理单元31关闭充电开关32。
具体的,本发明实施例中,检测电路单元34,还用于:
获取自身的RC电路341通过用于控制负脉冲放电时长的电阻进行一次充满电过程所对应的电平翻转的时长;
根据RC电路341进行一次电平翻转的时长和预设的负脉冲放电时长,获取RC电路341需要进行电平翻转的次数;
在对电芯进行负脉冲放电的过程中,检测RC电路341进行电平翻转的次数;
若RC电路341进行电平翻转的次数达到获取的RC电路341需要进行电平翻转的次数,确定达到负脉冲放电时长,向控制管理单元31发送切换信号,以使得控制管理单元31关闭放电开关33。
具体的,本发明实施例中,脉冲充电管理芯片还包括过压保护单元35;
过压保护单元35进一步包括电压采集模块351和电压比较模块352;
电压采集模块351,用于采集电芯的电压;
电压比较模块352,用于将电压采集模块351采集到的电芯的电压与过压保护阈值进行比较;
电压比较模块352,还用于若电压采集模块351采集到的电芯的电压大于或者等于过压保护阈值,将过压保护信号发送给控制管理单元31,以使得控制管理单元31关闭充电开关32和/或放电开关33。
具体的,本发明实施例中,脉冲充电管理芯片还包括过温保护单元36;
过温保护单元36进一步包括温度采集模块361和温度比较模块362;
温度采集模块361,用于采集电芯的温度;
温度比较模块362,用于将温度采集模块361采集到的电芯的温度与过温保护阈值进行比较;
温度比较模块362,还用于若温度采集模块361采集到的电芯的温度大于或者等于过温保护阈值,将过温保护信号发送给控制管理单元31,以使得控制管理单元31关闭充电开关32和/或放电开关33。
由于本实施例中的各单元能够执行图1所示的方法,本实施例未详细描述的部分,可参考对图1的相关说明。
本发明实施例中的一个技术方案具有以下有益效果:
本发明实施例请求保护的脉冲充电管理芯片,应用于控制对电芯进行脉冲充电的方法,脉冲充电包括至少两个脉冲充电阶段;每个脉冲充电阶段包括一个正脉冲充电阶段和一个负脉冲放电阶段;脉冲充电管理芯片包括:控制管理单元、充电开关和放电开关;控制管理单元,用于在正脉冲充电阶段中,开启充电开关,以正脉冲充电电流对电芯进行正脉冲充电,以及,根据正脉冲充电时长,关闭充电开关;还用于在负脉冲放电阶段中,开启放电开关,以负脉冲放电电流对电芯进行负脉冲放电,以及根据负脉冲放电时长,关闭放电开关。本发明实施例并不改变电芯的电解液配方,而是通过脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电,而且,区别于现有技术中通过复杂的脉冲充电管理电路来实现脉冲充电的方法,本发明实施例使用一个集成好的脉冲充电管理芯片,只需要控制脉冲充电管理芯片内部的充电开关和放电开关进行开启或关闭,就可以实现对电芯交替进行正脉冲充电和负脉冲放电,使得复杂的充电电路得以缩减,从而简便了充电过程,提高了充电效率。同时,对电芯进行脉冲充电时,正脉冲充电时电芯的热量大于负脉冲放电时的热量,本发明实施例中交替进行正脉冲充电阶段和负脉冲放电阶段,可以降低电芯温度,避免了快速充电带来的温升,降低了脉冲充电的功耗,并且,可以迅速且有效地消除电芯的极化电极,从而显著地提高充电速度,实现对电芯的快速充电,既不会损失电芯的能量密度,也保证了电芯在快速充电过程中的安全性。因此,本发明实施例解决了现有技术中快充电池存在的损失能量密度,电芯温升增加,以及安全性较低的问题。
实施例三
基于上述实施例一所提供的脉冲充电方法与上述实施例二所提供的脉冲充电管理芯片,本发明实施例进一步给出实现上述方法实施例中各步骤及方法的电池系统实施例。
请参考图4,其为本发明实施例所提供的电池系统的功能方块图。如图4所示,该电池系统包括:电芯41和保护板42;
保护板42上设置有上述的脉冲充电管理芯片421。
本实施例未详细描述的部分,可参考对图1、图3的相关说明。
本发明实施例中的一个技术方案具有以下有益效果:
本发明实施例并不改变电芯的电解液配方,而是通过脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电,而且,区别于现有技术中通过复杂的脉冲充电管理电路来实现脉冲充电的方法,本发明实施例使用一个集成好的脉冲充电管理芯片,只需要控制脉冲充电管理芯片内部的充电开关和放电开关进行开启或关闭,就可以实现对电芯交替进行正脉冲充电和负脉冲放电,使得复杂的充电电路得以缩减,从而简便了充电过程,提高了充电效率。同时,对电芯进行脉冲充电时,正脉冲充电时电芯的热量大于负脉冲放电时的热量,本发明实施例中交替进行正脉冲充电阶段和负脉冲放电阶段,可以降低电芯温度,避免了快速充电带来的温升,降低了脉冲充电的功耗,并且,可以迅速且有效地消除电芯的极化电极,从而显著地提高充电速度,实现对电芯的快速充电,既不会损失电芯的能量密度,也保证了电芯在快速充电过程中的安全性。因此,本发明实施例解决了现有技术中快充电池存在的损失能量密度,电芯温升增加,以及安全性较低的问题。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种脉冲充电方法,其特征在于,所述方法包括:脉冲充电管理芯片控制对电芯进行脉冲充电,所述脉冲充电包括至少两个脉冲充电阶段;每个脉冲充电阶段包括一个正脉冲充电阶段和一个负脉冲放电阶段;
所述正脉冲充电阶段包括:所述脉冲充电管理芯片开启充电开关,以正脉冲充电电流对所述电芯进行正脉冲充电,以及,所述脉冲充电管理芯片根据正脉冲充电时长,关闭所述充电开关;
所述负脉冲放电阶段包括:所述脉冲充电管理芯片开启放电开关,以负脉冲放电电流对所述电芯进行负脉冲放电,以及,所述脉冲充电管理芯片根据负脉冲放电时长,关闭所述放电开关。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述脉冲充电管理芯片采集流过所述充电开关的电压;
所述脉冲充电管理芯片根据流过所述充电开关的电压,获取流过所述充电开关的电流;
所述脉冲充电管理芯片将流过所述充电开关的电流与预设的正脉冲充电电流启动阈值进行比较;
若流过所述充电开关的电流大于或者等于所述正脉冲充电电流启动阈值,所述脉冲充电管理芯片启动对所述电芯进行脉冲充电的操作。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述脉冲充电管理芯片将流过所述充电开关的电流作为所述正脉冲充电电流;以及,
所述脉冲充电管理芯片根据所述电芯的电压、所述放电开关的电阻值和用于控制放电电流的电阻的电阻值,获得所述负脉冲放电电流。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述脉冲充电管理芯片根据正脉冲充电时长,关闭所述充电开关,包括:
所述脉冲充电管理芯片获取RC电路通过用于控制正脉冲充电时长的电阻进行一次充满电过程所对应的电平翻转的时长;
所述脉冲充电管理芯片根据所述RC电路进行一次电平翻转的时长和预设的所述正脉冲充电时长,获取所述RC电路需要进行电平翻转的次数;
所述脉冲充电管理芯片在对电芯进行正脉冲充电的过程中,检测所述RC电路进行电平翻转的次数;
若所述RC电路进行电平翻转的次数达到获取的所述RC电路需要进行电平翻转的次数,所述脉冲充电管理芯片确定达到所述正脉冲充电时长,关闭所述充电开关。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述脉冲充电管理芯片根据负脉冲放电时长,关闭所述放电开关,包括:
所述脉冲充电管理芯片获取RC电路通过用于控制负脉冲放电时长的电阻进行一次充满电过程所对应的电平翻转的时长;
所述脉冲充电管理芯片根据所述RC电路进行一次电平翻转的时长和预设的所述负脉冲放电时长,获取所述RC电路需要进行电平翻转的次数;
所述脉冲充电管理芯片在对电芯进行负脉冲放电的过程中,检测所述RC电路进行电平翻转的次数;
若所述RC电路进行电平翻转的次数达到获取的所述RC电路需要进行电平翻转的次数,所述脉冲充电管理芯片确定达到所述负脉冲放电时长,关闭所述放电开关。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述脉冲充电管理芯片采集所述电芯的电压;
所述脉冲充电管理芯片将采集到的所述电芯的电压与过压保护阈值进行比较;
若采集到的所述电芯的电压大于或者等于所述过压保护阈值,所述脉冲充电管理芯片关闭所述充电开关和/或所述放电开关。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述脉冲充电管理芯片采集所述电芯的温度;
所述脉冲充电管理芯片将采集到的所述电芯的温度与过温保护阈值进行比较;
若采集到的所述电芯的温度大于或者等于所述过温保护阈值,所述脉冲充电管理芯片关闭所述充电开关和/或所述放电开关。
8.一种脉冲充电管理芯片,其特征在于,应用于控制对电芯进行脉冲充电的方法,所述脉冲充电包括至少两个脉冲充电阶段;每个脉冲充电阶段包括一个正脉冲充电阶段和一个负脉冲放电阶段;
所述脉冲充电管理芯片包括:控制管理单元、充电开关和放电开关;
所述控制管理单元,用于在所述正脉冲充电阶段中,开启所述充电开关,以正脉冲充电电流对所述电芯进行正脉冲充电,以及,根据正脉冲充电时长,关闭所述充电开关;还用于在所述负脉冲放电阶段中,开启所述放电开关,以负脉冲放电电流对所述电芯进行负脉冲放电,以及根据负脉冲放电时长,关闭所述放电开关。
9.根据权利要求8所述的脉冲充电管理芯片,其特征在于,所述控制管理单元,还用于:
采集流过所述充电开关的电压;
根据流过所述充电开关的电压,获取流过所述充电开关的电流;
将流过所述充电开关的电流与预设的正脉冲充电电流启动阈值进行比较;
若流过所述充电开关的电流大于或者等于所述正脉冲充电电流启动阈值,启动对所述电芯进行脉冲充电的操作。
10.根据权利要求9所述的脉冲充电管理芯片,其特征在于,所述控制管理单元,还用于:
将流过所述充电开关的电流作为所述正脉冲充电电流;以及,
根据所述电芯的电压、所述放电开关的电阻值和用于控制放电电流的电阻的电阻值,获得所述负脉冲放电电流。
11.根据权利要求8所述的脉冲充电管理芯片,其特征在于,所述脉冲充电管理芯片还包括检测电路单元;
所述检测电路单元,用于:
获取自身的RC电路通过用于控制正脉冲充电时长的电阻进行一次充满电过程所对应的电平翻转的时长;
根据所述RC电路进行一次电平翻转的时长和预设的所述正脉冲充电时长,获取所述RC电路需要进行电平翻转的次数;
在对电芯进行正脉冲充电的过程中,检测所述RC电路进行电平翻转的次数;
若所述RC电路进行电平翻转的次数达到获取的所述RC电路需要进行电平翻转的次数,确定达到所述正脉冲充电时长,向所述控制管理单元发送切换信号,以使得所述控制管理单元关闭所述充电开关。
12.根据权利要求11所述的脉冲充电管理芯片,所述检测电路单元,还用于:
获取自身的RC电路通过用于控制负脉冲放电时长的电阻进行一次充满电过程所对应的电平翻转的时长;
根据所述RC电路进行一次电平翻转的时长和预设的所述负脉冲放电时长,获取所述RC电路需要进行电平翻转的次数;
在对电芯进行负脉冲放电的过程中,检测所述RC电路进行电平翻转的次数;
若所述RC电路进行电平翻转的次数达到获取的所述RC电路需要进行电平翻转的次数,确定达到所述负脉冲放电时长,向所述控制管理单元发送切换信号,以使得所述控制管理单元关闭所述放电开关。
13.根据权利要求8所述的脉冲充电管理芯片,其特征在于,所述脉冲充电管理芯片还包括过压保护单元;
所述过压保护单元进一步包括电压采集模块和电压比较模块;
所述电压采集模块,用于采集所述电芯的电压;
所述电压比较模块,用于将所述采集模块采集到的所述电芯的电压与过压保护阈值进行比较;
所述电压比较模块,还用于若所述电压采集模块采集到的所述电芯的电压大于或者等于所述过压保护阈值,将过压保护信号发送给所述控制管理单元,以使得所述控制管理单元关闭所述充电开关和/或所述放电开关。
14.根据权利要求8所述的脉冲充电管理芯片,其特征在于,脉冲充电管理芯片还包括过温保护单元;
所述过温保护单元进一步包括温度采集模块和温度比较模块;
所述温度采集模块,用于采集所述电芯的温度;
所述温度比较模块,用于将采集到的所述电芯的温度与过温保护阈值进行比较;
所述温度比较模块,还用于若所述温度采集模块采集到的所述电芯的温度大于或者等于所述过温保护阈值,将过温保护信号发送给所述控制管理单元,以使得所述控制管理单元关闭所述充电开关和/或所述放电开关。
15.一种电池系统,其特征在于,包括电芯和保护板;
所述保护板上设置有如权利要求8至14中任一项所述的脉冲充电管理芯片。
CN201610327176.7A 2016-05-17 2016-05-17 脉冲充电方法、脉冲充电管理芯片及电池系统 Pending CN105958569A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610327176.7A CN105958569A (zh) 2016-05-17 2016-05-17 脉冲充电方法、脉冲充电管理芯片及电池系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610327176.7A CN105958569A (zh) 2016-05-17 2016-05-17 脉冲充电方法、脉冲充电管理芯片及电池系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105958569A true CN105958569A (zh) 2016-09-21

Family

ID=56912650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610327176.7A Pending CN105958569A (zh) 2016-05-17 2016-05-17 脉冲充电方法、脉冲充电管理芯片及电池系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105958569A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106532865A (zh) * 2016-12-29 2017-03-22 东莞新能德科技有限公司 电池充电电路及充电方法
CN106549458A (zh) * 2016-12-29 2017-03-29 东莞新能德科技有限公司 电池充电电路及充电方法
CN108429318A (zh) * 2018-04-18 2018-08-21 深圳市创芯微微电子有限公司 电池保护芯片及电池保护电路
JP2019021608A (ja) * 2017-07-20 2019-02-07 ゼジャン・ゴッドセンド・パワー・テクノロジー・カンパニー・リミテッド リチウムイオン電池の充放電システム、制御装置及び関連方法
CN110783655A (zh) * 2019-11-05 2020-02-11 武汉纺织大学 一种带负脉冲放电的快速脉冲充电方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2746628Y (zh) * 2004-10-16 2005-12-14 浙江华源电力电子技术有限公司 阀控式密封铅酸蓄电池的充电装置
CN203851112U (zh) * 2014-06-09 2014-09-24 成都泰盟软件有限公司 超低功耗生物电无线发射电路
US20140363881A1 (en) * 2013-06-06 2014-12-11 General Electric Company Modular adjustable pulse generator
CN105186053A (zh) * 2015-08-24 2015-12-23 长春理工大学 蓄电池变电流充电方法
CN105449788A (zh) * 2015-12-31 2016-03-30 东莞新能德科技有限公司 充电保护电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2746628Y (zh) * 2004-10-16 2005-12-14 浙江华源电力电子技术有限公司 阀控式密封铅酸蓄电池的充电装置
US20140363881A1 (en) * 2013-06-06 2014-12-11 General Electric Company Modular adjustable pulse generator
CN203851112U (zh) * 2014-06-09 2014-09-24 成都泰盟软件有限公司 超低功耗生物电无线发射电路
CN105186053A (zh) * 2015-08-24 2015-12-23 长春理工大学 蓄电池变电流充电方法
CN105449788A (zh) * 2015-12-31 2016-03-30 东莞新能德科技有限公司 充电保护电路

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106532865A (zh) * 2016-12-29 2017-03-22 东莞新能德科技有限公司 电池充电电路及充电方法
CN106549458A (zh) * 2016-12-29 2017-03-29 东莞新能德科技有限公司 电池充电电路及充电方法
CN106549458B (zh) * 2016-12-29 2019-03-19 东莞新能德科技有限公司 电池充电电路及充电方法
CN106532865B (zh) * 2016-12-29 2019-03-19 东莞新能德科技有限公司 电池充电电路及充电方法
JP2019021608A (ja) * 2017-07-20 2019-02-07 ゼジャン・ゴッドセンド・パワー・テクノロジー・カンパニー・リミテッド リチウムイオン電池の充放電システム、制御装置及び関連方法
US10256512B2 (en) 2017-07-20 2019-04-09 Zhejiang Godsend Power Technology Co., Ltd. Systems and control devices for charging and discharging lithium-ion battery, and relevant methods
CN108429318A (zh) * 2018-04-18 2018-08-21 深圳市创芯微微电子有限公司 电池保护芯片及电池保护电路
CN108429318B (zh) * 2018-04-18 2024-06-04 深圳市创芯微微电子股份有限公司 电池保护芯片及电池保护电路
CN110783655A (zh) * 2019-11-05 2020-02-11 武汉纺织大学 一种带负脉冲放电的快速脉冲充电方法
CN110783655B (zh) * 2019-11-05 2021-08-20 武汉纺织大学 一种带负脉冲放电的快速脉冲充电方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105958569A (zh) 脉冲充电方法、脉冲充电管理芯片及电池系统
CN105301381B (zh) 自动浪涌测试系统及测试方法
CN207910511U (zh) 电池充电控制电路及吸尘器
CN205335936U (zh) 一种电动汽车充电机输出保护电路
CN109787322A (zh) 一种并联电池组及其电压均衡方法
CN105048568B (zh) 一种解决多个电池组之间相互充放电问题的电路及其方法
CN103219776A (zh) 防止电池反接的大功率电池充电装置
CN105048575B (zh) 一种解决不同电池组之间相互充放电问题的电路及其方法
CN104836209B (zh) 一种数字电源保护电路及装置
CN106026244B (zh) 锂离子电池充放电保护电路及锂离子电池系统
CN203261012U (zh) 一种电池连接断线的保护装置及保护系统
KR101673249B1 (ko) 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치 및 방법
CN106771784A (zh) 用于诊断电负载状态的电路以及方法
CN105048571A (zh) 一种实现多个电池组全循环充放电的电路及其方法
CN106300459A (zh) 电动车锂电池组智能保护装置
CN211239354U (zh) 储能设备的主回路控制电路
CN105048017B (zh) 一种解决多个电池组之间相互充放电问题的方法
CN105048579B (zh) 一种解决不同电池组之间相互充放电问题的方法
CN109546627B (zh) 一种锂电池组安全充电保护方法及其充电保护电路
KR101647693B1 (ko) 풀다운 회로를 이용한 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치 및 방법
KR101628847B1 (ko) 배터리 관리 시스템의 단선 진단 장치 및 방법
CN103944232B (zh) 一种水下机器人的锂电池组过放电保护电路
CN105048578A (zh) 一种解决多个电池组之间相互充放电问题的电路
CN102957175A (zh) 一种多节串联锂电池组均衡及保护系统
CN104753367B (zh) 电源适配器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160921