CN107054106B - 一种锂离子电池包的充电控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池包的充电控制方法，它包括以下步骤：（a）在充电过程中，利用电源管理系统对锂离子电池包的多个单节电压进行监测，确定多个所述单节电压中的最大值；（b）当电源管理系统监测到所述单节电压的最大值比单体电池的充电终止电压小0.01V~0.05V时，停止对所述锂离子电池进行充电，减小充电电流后再继续充电；（c）重复步骤（a）和步骤（b）直至充电电流小于充电终止电流。这样动态控制充电或放电电流，用锂离子电池可接受的最大电流对电池充电，提高充电速度；而且能够充分发挥锂离子电池标准电压高的优势，电池充得更加饱满，增大了电池包的有效容量；可以直接按每个单体电池的充电终止电压设定总电压。

Description

一种锂离子电池包的充电控制方法
技术领域
本发明锂离子电池充电技术领域，涉及一种充电控制方法，具体涉及一种锂离子电池包的充电控制方法。
背景技术
新能源电动汽车对作为动力来源的电池包有电压和容量的要求。如图1和图2所示，电池包往往由数千个单体电池，通过串并联组成；通常先由若干个单体电池并联形成若干个节点，再将这些并联电池进行串联，因此相邻两个节点的电压近似等于单体电池的电压（以下简称为单节电压）。为了保障锂离子电池包的安全运行，由锂离子单体电池串并联组成的电池包通常用一个电源管理系统（或者称为电池管理系统，BMS）进行管理，以实现对锂离子电池的关键参数（如电池包的电压、电流、内部的温度）进行监控。
充电时，电池包的单节电压（相邻两个节点之间的电压）超过单体电池的充电终止电压，就形成过充；放电时，单节电压低于单体电池的放电终止电压，就形成过放。过充和过放都会影响电池的分子结构，造成锂离子电池的容量衰减，循环寿命缩短。
现有的充电方法通常是利用充电设备预先设定一个总电压，这个总电压等于电池包串联的电池节数与留有保险系数的单体电池的充电终止电压的乘积。对整个电池包充电，为了防止过充，通常的做法是留有一定余量：如厂家规定单体电池的充电终止电压是4.2V，设定充电参数时按4.1V设置，如果电池包由13个单节电池串联而成，设定的充电电压应为：13×4.1V=53.3V。因此，当电池充电到设定的电压时，平均单节电压通常小于充电终止电压。然而，当电池包内的电池严重不均衡时，即使充分留有余地，设定总电压53.3V电池仍然有过充的危险；例如13个单节电压中，其中一个单节电压为4.3V，另外12个单节电压，均为4.05V，这时的总电压只有52.9V，不超过设定的总电压，而4.3V的单节电压已经过充。这种留有余量的做法通常会导致锂离子电池充、放电的电压平台减小，没有充分发挥锂离子电池标准电压高，比能量大的优势。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种锂离子电池包的充电控制方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种锂离子电池包的充电控制方法，它包括以下步骤：
（a）在充电过程中，利用电源管理系统对锂离子电池包的多个单节电压进行监测，确定多个所述单节电压中的最大值；
（b）当电源管理系统监测到所述单节电压的最大值接近单体电池的充电终止电压时，停止对所述锂离子电池进行充电，减小充电电流后再继续充电；
（c）重复步骤（a）和步骤（b）直至充电电流小于充电终止电流。
优化地，步骤（b）中，当电源管理系统监测到所述单节电压的最大值比单体电池的充电终止电压小0.01V~0.05V时，停止对所述锂离子电池进行充电。
优化地，步骤（b）中，所述停止的时间为2~5秒。
进一步地，步骤（b）中，所述充电电流的减小幅度为其初始数值的5~10%。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明锂离子电池包的充电控制方法，通过采用电源管理系统对锂离子电池的多个单节电压进行监测，当接近锂离子电池的充电终止电压时，短暂暂停充放电后再充电，这样动态控制充电电流，用锂离子电池可接受的最大电流对电池充电，提高充电速度；而且能够提高电池包充电的最高电压，充分发挥锂离子电池标准电压高的优势，电池充得更加饱满，增大了电池包的有效容量；可以直接按每个单体电池的充电终止电压设定总电压，而不需要为了保险再留有余地。
附图说明
附图1为本发明锂离子电池包的实物图；
附图2为附图1的原理图；
附图3为某厂商提供的单体电池的性质参数图；
附图4为本发明电源管理系统的操作界面图。
具体实施方式
下面将结合附图实施例对本发明进行进一步说明。
本实施例提供一种锂离子电池包的充电控制方法，它包括以下步骤：
（a）在充电过程中，利用电源管理系统对锂离子电池包的多个单节电压（由若干个单体电池并联形成若干个节点，如图2所示，相邻两个节点之间的电压即为单节电压）进行监测，确定多个单节电压中的最大值；电源管理系统只要能够实现对单节电压进行监测的功能即可（可以采用现有的，其操作界面如图4所示；或者自制），它可以对所有单节电压进行扫查后，通过自身的计算功能确定多个单节电压中的最大值；也可以对所有单节电压进行扫查后，向充电器的控制单元输送相应的信号，利用充电器计算确定多个单节电压中的最大值。充电过程中可以以电池包接受的最大电流进行充电，以提高充电速度。
（b）当电源管理系统监测到单节电压的最大值（即电源管理系统接收到相邻两个节点之间单体电池的电压信号）接近锂离子电池的充电终止电压（额定值）时，短暂停止对锂离子电池进行充电，减小充电电流后再继续充电；在本实施例中，当电源管理系统监测到单节电压的最大值比单体电池的充电终止电压小0.01V~0.05V时，停止对锂离子电池充电2~5秒，再采用初始充电电流的90~95%进行再继续充电（即充电电流的减小幅度为其初始数值的5~10%）；
（c）重复步骤（a）和步骤（b）直至充电电流小于充电终止电流（额定值）。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种锂离子电池包的充电控制方法，其特征在于，直接按锂离子电池包的每个单体电池的充电终止电压设定总电压，所述方法为以下步骤：
(a)在充电过程中，利用电源管理系统对锂离子电池包的多个单节电压进行监测，确定多个所述单节电压中的最大值；
(b)当电源管理系统监测到所述单节电压的最大值接近单体电池的充电终止电压时，即所述单节电压的最大值比单体电池的充电终止电压小0.01V～0.05V时，停止对所述锂离子电池进行充电，所述停止的时间为2～5秒，减小充电电流后再继续充电，所述充电电流的减小幅度为其初始数值的5～10％；
(c)重复步骤(a)和步骤(b)直至充电电流小于充电终止电流。
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