CN106558738B - 一种电池充电方法及电池充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电池领域，提供了一种电池充电方法，包括：在充电模式下，对电池进行充电；判断所述电池的电压是否达到预设的充满电压门限值；若所述电池的电压达到所述充满电压门限值，则采用脉动式电流对所述电池进行充电；其中，在所述电池的充电过程中，所述脉动式电流朝着预设的趋势变化。本发明还提供一种电池充电装置。本发明提供的技术方案能缩短电池的充电时间。

Description

一种电池充电方法及电池充电装置
技术领域
本发明属于电池领域，尤其涉及一种电池充电方法及电池充电装置。
背景技术
随着二十世纪微电子技术的发展，小型化和可移动的设备日益增多，锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器等等产品上，锂离子电池以优异的性能在这类产品中得到广泛的应用，并在逐步向其它产品应用领域发展。
目前锂离子电池充电方式主要采用三段式充电，即先进行涓流预充电，接着进行恒流充电，最后进行恒压充电，且在进入恒压充电之后就一直以恒压方式对锂离子电池进行充电，如图1所示。现有技术中，由于第三段充电为恒压充电，这种恒压充电方式使得充电电流逐渐减小，进而导致整个充电时间长，而且在充电过程中由于存在电池极化现象，导致锂离子电池电量并不能彻底充满，间接降低了锂离子电池容量，也降低了锂离子电池的寿命。
因此，亟需提供一种缩短电池充电时间的方法。
发明内容
本发明实施例提供一种电池充电方法及电池充电装置，旨在解决现有技术中由于存在恒压充电方式而导致电池充电时间长的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种电池充电方法，所述方法包括：
在充电模式下，对电池进行充电；
判断所述电池的电压是否达到预设的充满电压门限值；
若所述电池的电压达到所述充满电压门限值，则采用脉动式电流对所述电池进行充电；
其中，在所述电池的充电过程中，所述脉动式电流朝着预设的趋势变化。
本发明实施例还提供一种电池充电装置，所述装置包括：
第一充电模块，用于在充电模式下，对电池进行充电；
第一判断模块，用于判断所述电池的电压是否达到预设的充满电压门限值；
第二充电模块，用于若所述电池的电压达到所述充满电压门限值，则采用脉动式电流对所述电池进行充电；
其中，在所述电池的充电过程中，所述脉动式电流朝着预设的趋势变化。
本发明提供的技术方案，通过将第三段充电方式修改为脉动式充电，缩短了电池的充电时间，同时使得电池具备复活性而恢复部分容量，延长了电池的使用寿命。
附图说明
图1是现有技术中三段式充电的示意图；
图2是本发明实施例提供的电池充电方法流程图；
图3是本发明实施例一提供的三段式充电的示意图；
图4是本发明实施例二提供的三段式充电的示意图；
图5是本发明实施例提供的电池充电装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下将对本发明所提供的一种电池充电方法进行详细说明。
请参阅图2，为本发明实施例提供的电池充电方法流程图。
在步骤S1中，在充电模式下，对电池进行充电。
在本实施方式中，主要是指将电池固定在充电装置中，通过按压充电按钮或者接通充电电源来启动充电模式，开始对电池进行充电。
在步骤S2中，判断所述电池的电压是否达到预设的充满电压门限值。
在本实施方式中，启动充电模式之后，将会实时侦测电池的电压，并通过电池中电压的实时变化及时确定采取哪种模式的充电方式来对电池进行充电，其中，该充满电压门限值表示充满电池电量所需的最小电压值，只要对电池进行充电的充电电压达到所述充满电压门限值时，才能将电池的电量充满。
若所述电池的电压达到所述充满电压门限值，则在步骤S3中，采用脉动式电流对所述电池进行充电。
在本实施方式中，当电池的电压达到所述充满电压门限值时，并不意味着电池的电量就已经充满，此时还需要继续对电池进行充电才能将电池的电量充满。现有技术中，当电池的电压达到所述充满电压门限值时，继续对电池进行充电采用的是恒压充电方式，即将充电电压保持在所述充满电压门限值上不变，一直以恒压对电池进行充电，但是这种以充满电压门限值作为恒压一直对电池进行充电时，会产生电池极化现象，导致充电时间长且电量不能彻底充满，间接降低了电池的容量，进而降低了电池寿命。
在本实施方式中，在所述电池的充电过程中，所述脉动式电流朝着预设的趋势变化，其中，预设的趋势变化可以是充电电流随着时间的推移呈现先增大后减小的反复变化，也可以是充电电流随着时间的推移呈现先减小后增大的反复变化，当然也可以是其它形式的反复变化，在此不做限定。这种反复变化可以使得充电电压并非一直保持在充满电压门限值上，而是随着时间的推移，充电电压保持着从增大到减小和从减小到增大的反复变化，且变化的峰值不超过充满电压门限值，通过充电电压的这种反复变化的方式，缩短了电池的充电时间，同时使得电池具备复活性而恢复部分容量，延长了电池的使用寿命。
在本实施方式中，所述脉动式电流为正弦波电流，且电流幅度值以正弦波的方式变化，如图3所示。
请参阅图3，为本发明实施例一提供的三段式充电的示意图。
在本实施方式中，图3中的横轴表示充电时间，纵轴表示充电电压值/充电电流值，整个充电过程先后包括涓流充电区、恒流充电区和正弦波充电区。充电时先进行涓流预充电，在涓流充电区中充电电流一直维持在较低值且在预设时间段内保持不变，在涓流充电区中充电电压从初始的低电压开始以线性方式增长并逐步达到预设的预充电压门限；当电池电压达到设定的预充电压门限时，进入恒流充电区，在恒流充电区中充电电流突变至较高值且在预设时间段内保持不变，在恒流充电区中充电电压从开始的预充电压门限以线性方式增长并逐步达到预设的充满电压门限，其中，恒流充电区内充电电压线性增长的斜率大于涓流充电区内充电电压线性增长的斜率；当电池电压达到设定的充满电压门限时，进入正弦波充电区，当电池电压降低速度(即电压降低的数值与时间的比值)小于设定值时，认为电池充电完成，其中，设定值可以是预设的，且比0稍微大一点的一个固定值。当电压的波动越来越小，越来越趋近于充满电压，后续继续充电，电池电压不会有明显的变化，则认为电池电量充满，如图3中曲线的末段所示。
在本实施方式中，图3所示先侦测电池电压，电池电压小于预充电压门限时，以涓流对电池进行充电，并要求电池能够在预设时间内电压达到预充电压门限，否则认为电池电芯已损坏，不能使用。当电池电压在预设时间内能达到预充电压门限时，以恒流对电池进行充电，直到电池电压达到电池充满电压门限时，改为正弦波电流对电池进行充电，当电流以正弦波方式降低到预设波谷(其中预设正弦波波谷可以无限小)时侦测此时电池电压，如果低于预设充满电压门限，则电流以正弦波(其中波峰电流可以是恒流时的电流值，也可以任何预设值)方式继续给电池充电，如此循环充电和侦测电池电压，直到电池电压降低速度小于设定充满电压时，充电完成。
其中，图3所示的充电电流曲线与两坐标轴围城的区域面积代表充电电量，通过对比图1所示的充电电流曲线可知，在第三充电区中本发明实施例一采用的正弦波充电方式在同样时间范围内得到的充电电量明显大于现有技术中采用恒压充电方式得到的充电电量，也就是说，本发明实施例一采用的正弦波充电方式在相同时间段内充电电量可以更大，从而降低了充电时间。
在本实施方式中，所述脉动式电流还可以是三角波电流，且电流幅度值以三角波的方式变化，如图4所示。
请参阅图4，为本发明实施例二提供的三段式充电的示意图。
在本实施方式中，图4中的横轴表示充电时间，纵轴表示充电电压值/充电电流值，先侦测电池电压，电池电压小于预充电压门限时，以涓流对电池进行充电，并要求电池能够在预设时间内电压达到预充电压门限，否则认为电池电芯已损坏，不能使用。当电池电压在预设时间内能达到预充电压门限时，以恒流对电池进行充电，直到电池电压达到电池充满电压门限时，改为三角波电流对电池进行充电。当电流以三角波方式降低到预设最低电流(其中预设最低电流可以无限小)时侦测此时电池电压，如果低于预设充满电压门限，则电流以三角波(其中最大电流可以是恒流时的电流值，也可以任何预设值)方式继续给电池充电，如此循环充电和侦测电池电压，直到电池电压降低速度小于设定充满电压时，充电完成。
其中，图4所示的充电电流曲线与两坐标轴围城的区域面积代表充电电量，通过对比图1所示的充电电流曲线可知，在第三充电区中本发明实施例二采用的三角波充电方式在同样时间范围内得到的充电电量明显大于现有技术中采用恒压充电方式得到的充电电量，也就是说，本发明实施例二采用的三角波充电方式在相同时间段内充电电量可以更大，从而降低了充电时间。
请继续参阅图2，若在步骤S2中所述电池的电压没有达到所述充满电压门限值时，在步骤S4中，则判断所述电池的电压是否小于预设的预冲电压门限值；
若所述电池的电压小于所述预冲电压门限值，则在步骤S5中，采用涓流充电方式对所述电池进行充电；
在步骤S6中，判断在预设时间内所述电池的电压是否达到所述预冲电压门限值；
若在所述预设时间内所述电池的电压没有达到所述预冲电压门限值，则在步骤S7中，停止对所述电池进行充电。
在本实施方式中，若在步骤S4中判断所述电池的电压大于或等于预设的预冲电压门限值，或者在步骤S6中判断在所述预设时间内所述电池的电压达到所述预冲电压门限值，则在步骤S8中，采用恒流充电方式对所述电池进行充电。
在本实施方式中，在步骤S8采用恒流充电方式对所述电池进行充电之后，则返回步骤S2中继续判断所述电池的电压是否达到预设的充满电压门限值。
本发明实施例提供的电池充电方法，通过将第三段充电方式修改为脉动式充电，缩短了电池的充电时间，同时使得电池具备复活性而恢复部分容量，延长了电池的使用寿命。
以下将对本发明所提供的一种电池充电装置进行详细说明。
请参阅图5，所示为本发明实施例提供的电池充电装置的结构示意图。
在本实施方式中，电池充电装置10主要包括第一充电模块11、第一判断模块12和第二充电模块13。
第一充电模块11，用于在充电模式下，对电池进行充电。
第一判断模块12，用于判断所述电池的电压是否达到预设的充满电压门限值。
第二充电模块13，用于若所述电池的电压达到所述充满电压门限值，则采用脉动式电流对所述电池进行充电；
其中，在所述电池的充电过程中，所述脉动式电流朝着预设的趋势变化。
在本实施方式中，所述脉动式电流为正弦波电流，且电流幅度值以正弦波的方式变化。
在本实施方式中，所述脉动式电流还可以为三角波电流，且电流幅度值以三角波的方式变化。
除此之外，本发明实施例提供的电池充电装置还包括：
第二判断模块，用于若所述电池的电压没有达到所述充满电压门限值，则判断所述电池的电压是否小于预设的预冲电压门限值；
第三充电模块，用于若所述电池的电压小于所述预冲电压门限值，则采用涓流充电方式对所述电池进行充电；
第三判断模块，用于判断在预设时间内所述电池的电压是否达到所述预冲电压门限值；
充电终止模块，用于若在所述预设时间内所述电池的电压没有达到所述预冲电压门限值，则停止对所述电池进行充电；
第四充电模块，用于若所述电池的电压大于或等于预设的预冲电压门限值，或者在所述预设时间内所述电池的电压达到所述预冲电压门限值，则采用恒流充电方式对所述电池进行充电。
本发明实施例提供的电池充电装置10，通过将第三段充电方式修改为脉动式充电，缩短了电池的充电时间，同时使得电池具备复活性而恢复部分容量，延长了电池的使用寿命。
值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。
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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池充电方法，其特征在于，所述方法包括：
在充电模式下，对电池进行充电；
判断所述电池的电压是否达到预设的充满电压门限值；
若所述电池的电压达到所述充满电压门限值，则采用脉动式电流对所述电池进行充电，随着时间的推移，充电电压保持着从增大到减小和从减小到增大的反复变化，且变化的峰值不超过充满电压门限值；
若所述电池的电压没有达到所述充满电压门限值，则判断所述电池的电压是否小于预设的预冲电压门限值；
若所述电池的电压小于所述预冲电压门限值，则采用涓流充电方式对所述电池进行充电；
判断在预设时间内所述电池的电压是否达到所述预冲电压门限值；
若在所述预设时间内所述电池的电压没有达到所述预冲电压门限值，则停止对所述电池进行充电；
其中，在所述电池的充电过程中，所述脉动式电流朝着预设的趋势变化。
2.如权利要求1所述的电池充电方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述电池的电压大于或等于所述预冲电压门限值，或者在所述预设时间内所述电池的电压达到所述预冲电压门限值，则采用恒流充电方式继续对所述电池进行充电。
3.如权利要求1或2所述的电池充电方法，其特征在于，所述脉动式电流为正弦波电流，且所述正弦波电流的电流幅度值以正弦波的方式变化。
4.如权利要求1或2所述的电池充电方法，其特征在于，所述脉动式电流为三角波电流，且所述三角波电流的电流幅度值以三角波的方式变化。
5.一种电池充电装置，其特征在于，所述装置包括：
第一充电模块，用于在充电模式下，对电池进行充电；
第一判断模块，用于判断所述电池的电压是否达到预设的充满电压门限值；
第二充电模块，用于若所述电池的电压达到所述充满电压门限值，则采用脉动式电流对所述电池进行充电，随着时间的推移，充电电压保持着从增大到减小和从减小到增大的反复变化，且变化的峰值不超过充满电压门限值；
第二判断模块，用于若所述电池的电压没有达到所述充满电压门限值，则判断所述电池的电压是否小于预设的预冲电压门限值；
第三充电模块，用于若所述电池的电压小于所述预冲电压门限值，则采用涓流充电方式对所述电池进行充电；
第三判断模块，用于判断在预设时间内所述电池的电压是否达到所述预冲电压门限值；
充电终止模块，用于若在所述预设时间内所述电池的电压没有达到所述预冲电压门限值，则停止对所述电池进行充电；
其中，在所述电池的充电过程中，所述脉动式电流朝着预设的趋势变化。
6.如权利要求5所述的电池充电装置，其特征在于，所述装置还包括：
第四充电模块，用于若所述电池的电压大于或等于所述预冲电压门限值，或者在所述预设时间内所述电池的电压达到所述预冲电压门限值，则采用恒流充电方式对所述电池进行充电。
7.如权利要求5或6所述的电池充电装置，其特征在于，所述脉动式电流为正弦波电流，且所述正弦波电流的电流幅度值以正弦波的方式变化。
8.如权利要求5或6所述的电池充电装置，其特征在于，所述脉动式电流为三角波电流，且所述三角波电流的电流幅度值以三角波的方式变化。
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