CN107342608A - 电池充电方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

电池充电方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池充电方法、装置、设备和存储介质。该电池充电方法包括：设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In‑1；根据电池的充电环境温度，并利用电池内阻与充电环境温度的关系，确定电池内阻值；基于In和电池的内阻值，计算在第n个充电阶段与In对应的充电截止电压值Vn；在第n‑1个充电阶段，对电池以In‑1进行充电，当电池充电电压达到Vn‑1时，如果n‑1小于充电阶段总数，进入第n个充电阶段；在第n‑1个充电阶段，对电池以In‑1进行充电，当电池充电电压达到Vn‑1时，如果n‑1等于充电阶段总数，停止充电。根据本发明实施例提供的电池充电方法，能够提高电池的充电效率，并降低电芯过充的风险。

Description

电池充电方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明属于电池技术领域，尤其涉及电池充电方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
如今，随着石油等不可再生能源的逐渐消耗及对环境保护的迫切需求，使用可充电电池作为动力源的新能源汽车已经在世界各地得到了广泛的推广。例如，以锂离子电池作为动力源的新型新能源汽车近年来发展的极为迅猛；而衡量新能源汽车性能的一个重要标准就是可充电电池的充电时间，更短的充电时间可以极大的提升新能源汽车的使用体验。
现有大多数对可充电电池充电的技术，例如，充电桩的电池充电技术中，通常采用恒流充电的充电方式。
对于可充电电池来说，在不同的充电环境温度下，电池的内阻值并不相同。并且，在充电末期由于电池充电能力的下降，电池所能承受的充电电流，即电池本身的充电能力会随着电池荷电状态(State Of Charge，SOC)的增加逐步减小。因此，采用恒流充电的充电方式不能充分发挥可充电电池的充电能力，充电效率较低，并且具有由于电芯过充而导致的充电安全问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种电池充电方法、装置、设备和存储介质，可以提高充电效率和充电安全。
根据本发明实施例的一方面，提供一种电池充电方法，包括：设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In-1，n为大于1的整数；根据电池的充电环境温度，并利用电池内阻与充电环境温度的关系，确定电池的内阻值；基于In和电池的内阻值，计算在第n个充电阶段与In对应的充电截止电压值Vn，其中，Vn大于Vn-1，并且Vn小于电池的理论充电截止电压值Vmax；在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，当电池充电电压达到Vn-1时，如果n-1小于该充电阶段总数，进入第n个充电阶段；在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，当电池充电电压达到Vn-1时，如果n-1等于充电阶段总数，停止充电。
根据本发明实施例的另一方面，提供一种电池充电装置，包括：电流设定单元，用于设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In-1，其中，n为大于1的整数；电池内阻确定单元，用于根据电池的充电环境温度，并利用电池内阻与充电环境温度的关系，确定电池的内阻值；电压确定单元，用于基于In和电池的内阻值，计算在第n个充电阶段与In对应的充电截止电压值Vn；充电单元，用于在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，当电池充电电压达到Vn-1时，如果n-1小于设定的充电阶段总数，进入第n个充电阶段；在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，当电池充电电压达到Vn-1时，如果n-1等于充电阶段总数，停止充电。
根据本发明实施例的再一方面，提供一种电池充电设备，包括：存储器和处理器；该存储器用于存储程序；该处理器用于读取存储器中存储的可执行程序代码以执行上述的电池充电方法。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面的电池充电方法。
根据本发明实施例中的电池充电方法、装置、设备和存储介质，为电池充电过程设置多个充电阶段，每个充电阶段对应的充电电流值随着充电过程中充电阶段的顺序递减；在对电池充电时，可以根据电池的充电环境温度以及电池内阻与充电环境温度的关系，确定电池的内阻值；并根据该充电阶段的充电电流值和电池的内阻值，确定每个充电阶段的充电截止电压。在每个充电阶段，当电池充电电压达到该充电阶段的充电截止电压值时，进入下一个充电阶段；当电池充电电压达到最后一个充电阶段的充电截止电压值时，停止充电。通过上述电池充电方法能够有效提高电池的充电效率，并可以降低电芯过充的风险，优化电芯的使用寿命和充电安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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他的附图。
图1是示出根据本发明一实施例的电池充电方法的流程图；
图2是示出根据本发明实施例的电池充电方法中不同充电环境温度下，某一充电阶段时SOC与开路电压的对应充电曲线示意图；
图3是示出根据本发明一实施例的电池充电方法中的其中一个充电阶段的充电电流和电池荷电状态的关系示意图；
图4是示出本发明另一实施例在电池充电方法中充电电流和电池荷电状态的关系示意图；
图5a是示出根据本发明又一实施例的电池充电过程中电池充电电压随电池电量变化的曲线与对比实施例的对比示意图；
图5b是示出根据本发明又一实施例的电池充电过程中电池电量随时间变化的曲线与对比实施例的对比示意图；
图6a是示出根据本发明再一实施例的电池充电过程中电池充电电压随电池电量变化的曲线与对比实施例的对比示意图；
图6b是示出根据本发明再一实施例的电池充电过程中电池电量随时间变化的曲线与对比实施例的对比示意图；
图7是示出根据本发明一实施例的电池充电装置的结构示意图；
图8是示出了可以实现根据本发明实施例的电池充电方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，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描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
为了更好的理解本发明，下面将结合附图，详细描述根据本发明实施例的电池充电方法、装置和设备，应注意，这些实施例并不是用来限制本发明公开的范围。
图1是示出根据本发明实施例的电池充电方法的流程图。如图1所示，本实施例中的电池充电方法100包括以下步骤：
步骤S110，设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In-1，n为大于1的整数。
在一些实施例中，S110中的电池可以为多种类型的蓄电单元，例如，该电池可以为锂离子蓄电单元、铅酸蓄电单元、镍隔蓄电单元、镍氢蓄电单元、锂硫蓄电单元或者钠离子蓄电单元。
需要说明的是，本发明实施例中的电池可以为正极和负极均能脱出且接收载能粒子的电池，比如锂离子电池等，在此并不限定。从规模而言，电池可以为电芯单体，也可以是电池模组或电池包，在此不做限定。
在一些实施例中，由于充电电流值In小于In-1，整个充电过程的第一个充电阶段对应的充电电流值是上述整个充电过程的所有充电阶段对应的充电电流值中的最大的一个。
作为一个示例，在该步骤中，可以通过电池能够承受的最大充电电流值来设定的整个充电过程的第一个充电阶段对应的充电电流值。例如，设定I1小于或等于电池的够承受的最大充电电流值。
步骤S120，根据电池的充电环境温度，并利用电池内阻与充电环境温度的关系，确定电池的内阻值。
在该步骤中，充电环境温度是对可充电电池进行充电时非常重要的参数之一，也是影响电池内阻值的主要参数，在不同的充电环境温度下，电池的内阻状态并不相同。因此，为了提高充电速度和充电效率，需要考虑充电环境温度对电池内阻的影响。
在一些实施例中，可以通过实验值和/或经验值，得到电池内阻与充电环境温度的关系，从而获得不同充电环境温度下的电池的内阻值，构建电池的内阻值与充电环境温度的对应关系表。
表1是根据本发明实施例的充电环境温度与电池的内阻值DCR的对应关系表。表1示例性的示出了根据本发明实施例的电池充电过程中，与充电环境温度相对应的电池的内阻值的参数示例。需要说明的是，本发明实施例中的充电环境温度与DCR的对应关系并不局限于表1中的示例。
表1
温度 DCR(mOhm)
25℃ 1.6560
10℃ 2.5073
0℃ 3.3452
-10℃ 4.7789
在表1中，温度可以表示充电环境温度，DCR可以表示电池的内阻值。在一些实施例中，可以根据充电环境温度以及电池内阻与充电环境温度的关系，在表1所示的对应关系的表格中查询得到DCR的取值，作为电池当前充电阶段的内阻值的取值。
在另一些实施例中，对于不同内部设计的可充电电池，其充电环境温度与电池内阻的关系可以用不同的数学函数表示，该数学函数可以是二次函数、幂函数、指数函数、对数函数等。
作为一个示例，本发明实施例中可以使用下述复合函数(1)表征充电环境温度与电池内阻的关系：
DCR＝A+e(-kT) (1)
在上述公式(1)中，DCR表示可充电电池的电池内阻值，A为预设的常数，e为预设的自然对数，k为预设的常数，T为该可充电电池的充电环境温度。
作为一个具体的示例，在上述公式(1)中，当A取值为0.218，e取值为3.1213，k取值为0.031时，可以通过下述公式(2)表示充电环境温度与电池内阻的函数关系：
DCR＝0.218+3.1213×e(-0.031×T) (2)
在该具体的示例中，根据电池的充电环境温度，利用上述公式(2)，可以计算得到与该充电环境温度对应的电池内阻值。
步骤S130，基于In和电池的内阻值，计算在第n个充电阶段与In对应的充电截止电压值Vn，其中，Vn大于Vn-1，并且Vn小于电池的理论充电截止电压值Vmax。
在一些实施例中，步骤S130具体可以包括：
利用下述公式(3)计算充电截止电压值Vn：
Vn＝Vmax-In×DCR (3)
在上述公式(3)中，DCR可以表示电池的内阻值。
在一些实施例中，设定的每个充电阶段，都有一组该充电阶段对应的充电电流In和充电截止电压值Vn。
作为一个示例，在当前充电环境温度下，可以通过当前充电环境温度查询上述表1所示的充电环境温度与电池的内阻值DCR的对应关系表，得到与当前充电环境温度相匹配的电池内阻值的取值。
作为另一个示例，在当前充电环境温度下，可以使用当前充电环境温度值，利用上述公式(2)计算得到与当前充电环境温度相匹配的电池内阻值的取值。
在该实施例中，在得到与当前充电环境温度相匹配的电池内阻值后，通过上述公式(3)，可以利用与充电环境温度对应的电池的内阻值，结合当前充电阶段的电流值，计算得到与当前充电阶段的电流值对应的充电截止电压。
在一些实施例中，Vmax表示电池的理论充电截止电压值，也可以称为电池的最大充电截止电压值。作为一个示例，电池单体的理论充电截止电压值可以是4.2V或4.25V。
通过上述公式可以看出，Vn大于Vn-1，并且Vn小于电池的理论充电截止电压值Vmax。
在一些示例中，当上述电池充电方法中设定的每个充电阶段的充电电流In和充电截止电压Vn与Vmax具有上述公式(3)描述的函数关系时，能够更好的避免在每个充电阶段对电池造成过充的情况。
步骤S140a，在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，当电池充电电压达到Vn-1时，如果n-1小于设定的充电阶段总数，进入第n个充电阶段。
在该步骤中，n-1小于充电阶段总数，表示第n-1个充电阶段不是最后一个充电阶段。
在一些示例中，当第n-1个充电阶段不是最后一个充电阶段时，在第n-1个充电阶段，对电池以电流In-1进行充电，当电池充电电压小于Vn-1时，继续以电流In-1进行充电，当电池充电电压达到或超过Vn-1时，进入第n个充电阶段，对电池以电流In进行充电。
在一些示例中，由于在进入第n个充电阶段时，充电电流电流In-1无法达到瞬间减小到电流In，而是可以由In-1以预定的电流速率减小到In。例如，在第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段的过程中，充电电流In-1可以预设的电流速率例如每秒10A的电流速率逐渐减小到电流In的。
步骤S140b，第n-1个充电阶段是最后一个充电阶段时，在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，当电池充电电压达到Vn-1时，如果n-1等于设定的充电阶段总数，停止充电。
在该步骤中，n-1等于充电阶段总数，表示第n-1个充电阶段是最后一个充电阶段。
在一些示例中，当第n-1个充电阶段是最后一个充电阶段时，在第n-1个充电阶段，对电池以电流In-1进行充电，当电池充电电压小于Vn-1时，继续以电流In-1进行充电，当电池充电电压达到或超过Vn-1时，停止充电。
在一些实施例中，在最后一个充电阶段，电池充电电压达到与该最后一个充电阶段的充电电流对应的充电截止电压后，可以继续对电池进行充电，直到电池充电电压达到Vmax时，停止充电。
在另一些实施例中，当电池充电电压达到或超过Vn-1时，将充电电流In-1减小到0。
在一些实施例中，在第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段或停止充电时，控制1n-1以预定的速率减小到目标电流值。
在一些实施例中，预定的速率可以是电流下降速率。
作为一个示例，该预定的速率的取值范围例如可以是20A/s到200A/s。
作为一个示例，第n-1个充电阶段的电流值43A，第n个充电阶段的电流值为22A，在第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段时，电流可以每秒10A的速率从43A减小到22A。
根据本发明实施例的电池充电方法，设置多个充电阶段，为每个充电阶段设定一个充电电流值，且设定的充电电流值随着充电过程中充电阶段的顺序递减。在充电过程中，根据电池充电环境温度以及电池内阻与充电环境温度的关系确定电池的内阻值，从而进一步确定与当前充电电流相匹配的充电截止电压。
在每个充电阶段，是以该充电阶段的充电电流值对电池进行充电，充电过程中，当监测的电池充电电压达到或超过该充电阶段的充电截止电压值时，进入下一个充电阶段。并且，当监测的电池充电电压达到最后一个充电阶段的充电截止电压值时，停止充电。
本发明实施例采用分步充电的充电方式，并通过电池内阻与充电环境温度的关系设置一组最优的充电参数。可以提升电池充电效率和充电速度，并通过每个充电阶段与该充电阶段的充电电流相匹配的充电截止电压的设定，降低电芯过充的风险，优化电芯的使用寿命，提高电芯的充电安全。
在本发明实施例中，通过电池充电环境温度以及电池内阻与充电环境温度的关系，确定电池内阻值，进而确定当前充电阶段的充电电流对应的充电截止电压。
图2示出了根据本发明实施例的电池充电方法中不同充电环境温度下，某一充电阶段电池SOC与开路电压的对应充电曲线示意图。
在图2中，示例性地示出了可充电电池在充电环境温度分别为25℃、-10℃和-20℃时的充电曲线图。图中，横坐标表示荷电状态SOC，纵坐标表示开路电压。
如图2所示，在不同的充电环境温度下，电池本身的内阻值并不相同。当可充电电池在某充电环境温度例如25℃下进行充电时，可充电电池的开路电压随着荷电状态的增长开始递增，并且，当开路电压达到最后一个充电阶段的最大截止电压值时，电池的开路电压停止增长，直到充电结束。
继续参考图2，在充电环境温度分别为25℃、-10℃和-20℃时对电池进行充电的过程中，相同的电荷状态下，-20℃的充电环境温度下，电池的开路电压相对较高，电池开路电压达到充电截止电压值时的荷电状态值较小；25℃的充电环境温度下，电池的开路电压相对较低，电池开路电压达到充电截止电压值时的荷电状态较大。因此可以推断，在设置有相同的充电电流下，不同的充电环境温度，电池具有不同的充电速度。
图3示出了本发明一实施例的电池充电方法中的其中一个充电阶段的充电电流和电池荷电状态的关系示意图。图中，横坐标为电池的荷电状态SOC，表示电池当前的剩余电量，纵坐标为充电电流I。
如图3所示，假设当前充电阶段的充电电流值为I1，在充电过程中，当电池充电电压小于充电截止电压V1时，保持使用I1大小的充电电流值为电池进行充电，SOCa表示该充电过程中，保持充电电流I1不变，当电池的开路电压达到充电截止电压值V1时，电池被充入的容量。
在I1逐渐减小到I2的过程中继续对电池进行充电，充入的容量用SOCb表示，如图所示，SOCb大于SOCa。
图4示出了本发明另一实施例在电池充电方法中充电电流和电池荷电状态的关系示意图。图中，横坐标为电池的荷电状态值SOC，表示电池当前的剩余电量，纵坐标为充电电流I。
如图4所示，设置电池充电过程的从第1个充电阶段到第n个充电阶段的充电电流值分别为I1，I2，…，In。
图4中，SOC1表示以充电电流I1充电到充电截止电压V1时，电池的荷电状态；SOC2表示充电电流I1以预定的电流速率逐渐减小到I2时，电池的荷电状态；SOC3表示以充电电流I2充电到充电截止电压V2时，电池的荷电状态；SOC4表示充电电流I2以预定的电流速率逐渐减小到I3时，电池的荷电状态；……；SOCn表示以充电电流In充电到充电截止电压Vn时，的荷电状态；SOCm表示充电电流In以预定的电流速率逐渐减小到0时，电池的荷电状态。
由图4可见，使用图1所示的电池充电方法相比恒流的充电方法，充电效率和充电量均有所提高。
下面结合具体实施例1、具体实施例2和具体对比例1，详细描述本发明实施例中的电池充电方法，以及上述电池充电方法对于现有的电池充电方法的改进。
具体实施例1：
设定三个充电阶段，并设定一组与上述三个充电阶段对应的依次减小的充电电流值{43A，22A，12A}，将电池置于-10℃的充电环境温度中，根据电池的充电环境温度确定电池的内阻值，对电池充电。
以电流43A进行充电，充电过程中，根据当前充电电流和电池的内阻值计算得到当前充电阶段的充电截止电位为4.1V，监测电池充电电压，当监测的电池充电电压达到4.1V，电流以每秒10A的速率从43A减小到22A。
以电流22A进行充电，充电过程中，根据当前充电电流和电池的内阻值计算得到当前充电阶段的充电截止电位为4.2V，监测电池充电电压，当监测的电池充电电压达到4.2V，电流以每秒10A的速率从22A减小到12A。
以电流12A进行充电，充电过程中，根据当前充电电流和电池的内阻值计算得到当前充电阶段的充电截止电位为4.23V，监测电池充电电压，当监测的电池充电电压达到4.23V，停止充电。
具体实施例2：
设定三个充电阶段，并设定一组与上述三个充电阶段对应的依次减小的充电电流值{65A，22A，12A}，将电池置于-10℃的充电环境温度中，根据电池的充电环境温度确定电池的内阻值，对电池充电。
以电流65A进行充电，充电过程中，根据当前充电电流和电池的内阻值计算得到当前充电阶段的充电截止电位为3.8V，监测电池充电电压，当监测的电池充电电压达到3.8V，电流以每秒10A的速率从65A减小到22A。
以电流22A进行充电，充电过程中，根据当前充电电流和电池的内阻值计算得到当前充电阶段的充电截止电位为4.2V，监测电池充电电压，当监测的电池充电电压达到4.2V，电流以每秒10A的速率从22A减小到12A。
以电流12A进行充电，充电过程中，根据当前充电电流和电池的内阻值计算得到当前充电阶段的充电截止电位为4.23V，监测电池充电电压，当监测的电池充电电压达到4.23V，停止充电。
对比实施例1：
设置充电截止电压为4.23V；将电池置于-10℃环境中，对电池充放电；并以恒定电流43A充电至电池充电电压达到4.25V；
下面结合图5a和图5b描述上述具体实施例1与对比实施例1中的电池充电方法。
图5a是根据本发明具体实施例1和对比实施例1的电池充电方法的充电曲线对比示意图；图5b是根据本发明具体实施例1和对比实施例1的电池充电方法的充电速度的对比示意图。
如图5a所示，电池处于-10℃的充电环境中，对电池进行充电的过程中，当电池充电电压达到充电截止电压约4.23V时，具体实施例1的电池充电方法与对比实施例1的电池充电方法相比较，具体实施例1中的电池充电方法为电池充入更多的电量。
如图5b所示，电池处于-10℃的充电环境中，当充电时间到达约55min时，对比实施例1停止对电池进行充电，而具体实施例1在电池两端电压到达电池的充电截至电压之前能够进行更长时间的充电，实施例1的电池充电方法比对比实施例1的电池充电方法，电池被充入更多的电量。
下面结合图6a和图6b描述上述具体实施例2与对比实施例1中的电池充电方法。
图6a是根据本发明具体实施例2和对比实施例1的电池充电方法的充电曲线对比示意图；图6b是根据本发明具体实施例2和对比实施例1的电池充电方法的充电速度的对比示意图。
在图6a和图6b所示，电池处于-10℃的充电环境中，具体实施例2在第一个充电阶段以65A对电池进行充电，对比实施例1以恒定电流43A对电池进行充电。
在图6a中，在电池充电末期，当电池充电电压达到充电截止电压4.23V时，具体实施例2的电池充电方法与对比实施例1的电池充电方法相比较，具体实施例1中的电池充电方法为电池充入更多的电量。
如图6b所示，当充电时间相同时，具体实施例2中电池被充入的电量，大于对比实施例1中电池被充入的电量。与就是说，要为电池充入相同的电量时，具体实施例2中的电池充电方法与对比实施例1相比，使用更少的时间。
可见，与对比实施例1的电池充电方法相比，采用分步充电的充电方式，并通过温度与电池内阻值的关系，为每个充电阶段设置一组最优的充电参数例如该充电阶段的充电电流和充电截止电压，从而提升电池充电速度。并且，具体实施例1和具体实施例2相比对比实施例1的电池充电方法，在安全电压下，能够给电池充入更多的容量。
根据本发明实施例的电池充电方法，考虑了可充电电电池在不同温度下电池的内阻值，采用分步充电的充电方式，并根据与不同充电阶段的充电电流对应的充电截止电压控制电池充电过程进入不同的充电阶段。
通过本发明实施例的充电方法不仅可以提升电池的充电速度和充电电量，从而提升新能源汽车的行驶里程，提高可充电电池的使用寿命。
下面结合附图，详细描述根据本发明实施例的电池充电装置和设备。图7是根据本发明实施例的电池充电装置的结构示意图。
如图7所示电池充电装置700，可以包括：电流设定单元710、电池内阻确定单元720、电压确定单元730和充电单元740。
电流设定单元710，用于设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In-1，n为大于1的整数。
电池内阻确定单元720，根据电池的充电环境温度，并利用电池内阻与充电环境温度的关系，确定电池的内阻值。
电压确定单元730，用于基于In和电池的内阻值，计算在第n个充电阶段与In对应的充电截止电压值Vn，其中，Vn大于Vn-1，并且Vn小于电池的理论充电截止电压值Vmax。
充电单元730，用于：
在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，当电池充电电压达到Vn-1时，如果n-1小于设定的充电阶段总数，进入第n个充电阶段；
在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，当电池充电电压达到Vn-1时，如果n-1等于该充电阶段总数，停止充电。
因此，根据本发明实施例提供的电池充电装置700，可以为电池充电过程设置多个充电阶段，每个充电阶段对应的充电电流值随着充电过程中充电阶段的顺序递减；在对电池充电时，可以基于电池的充电环境温度，确定电池的内阻值；进一步根据该电池的内阻值和当前阶段的充电电流计算得到该充电阶段的充电截止电压。当电池充电电压达到或超过该充电阶段的充电截止电压值时，进入下一个充电阶段，当电池充电电压达到或超过最后一个充电阶段的充电截止电压值时，停止充电。通过上述电池充电方法能够有效提高电池的充电效率，并可以降低电芯过充的风险，优化电芯的使用寿命和充电安全。
根据本发明实施例的电池充电装置700可对应于根据本发明实施例的电池充电方法中的执行主体，并且电池充电装置700中的各个单元的功能分别为了实现图1中的各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
在一些实施例中，电压确定单元730具体可以用于利用上述公式(3)计算充电截止电压值Vn，其中，DCR表示电池的内阻值。
在一些实施例中，充电单元740还可以用于在第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段或停止充电时，控制In-1以预定的电流速率减小。
在一些实施例中，上述的电池可以是锂离子蓄电单元、铅酸蓄电单元、镍隔蓄电单元、镍氢蓄电单元、锂硫蓄电单元或者钠离子蓄电单元。
结合图1至图7描述的电池充电方法和电池充电装置的至少一部分可以由计算设备800实现。图8示出了本发明实施例的电池充电设备的示意性结构框图。如图8所示，计算设备800可以包括输入设备801、输入接口802、中央处理器803、存储器804、输出接口805、以及输出设备806。其中，输入接口802、中央处理器803、存储器804、以及输出接口805通过总线810相互连接，输入设备801和输出设备806分别通过输入接口802和输出接口805与总线810连接，进而与计算设备800的其他组件连接。具体地，输入设备801接收来自外部(例如，设定的电池充电过程的每个充电阶段的充电电流值以及设定的与温度对应的电池的内阻值)的输入信息，并通过输入接口802将输入信息传送到中央处理器803；中央处理器803基于存储器804中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器804中，然后通过输出接口805将输出信息传送到输出设备806；输出设备806将输出信息输出到计算设备800的外部供用户使用。
也就是说，图8所示的计算设备800可以被实现为电池充电设备，该电池充电设备包括：处理器803和存储器804。该存储器804用于储存有可执行程序代码；处理器803用于读取存储器中存储的可执行程序代码以执行上述实施例的电池充电方法，并可以执行电池充电方法中的步骤S110-S130，以及步骤S140a-S140b。
这里，处理器可以与电池管理系统以及安装在动力电池上的电压传感器通信，从而基于来自电池管理系统和/或电压传感器的相关信息执行计算机可执行指令，从而实现结合图1至图7描述的电池充电方法和电池充电装置。
通过本发明实施例的电池充电设备，可以提升电池充电效率和充电速度，并通过每个充电阶段与该充电阶段的充电电流相匹配的充电截止电压的设定，降低电芯过充的风险，优化电芯的使用寿命和充电安全。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品或计算机可读存储介质的形式实现。所述计算机程序产品或计算机可读存储介质包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块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。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池充电方法，其特征在于，所述电池充电方法包括：
设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In-1，所述n为大于1的整数；
根据电池的充电环境温度，并利用电池内阻与充电环境温度的关系，确定所述电池的内阻值；
基于In和所述电池的内阻值，计算在第n个充电阶段与In对应的充电截止电压值Vn，其中，Vn大于Vn-1，并且Vn小于所述电池的理论充电截止电压值Vmax；
在第n-1个充电阶段，对所述电池以In-1进行充电，当电池充电电压达到Vn-1时，如果n-1小于设定的充电阶段总数，进入第n个充电阶段；
在第n-1个充电阶段，对所述电池以In-1进行充电，当电池充电电压达到Vn-1时，如果n-1等于所述充电阶段总数，停止充电。
2.根据权利要求1所述的电池充电方法，其特征在于，所述基于In和所述电池的内阻值，计算在第n个充电阶段与In对应的充电截止电压值Vn，包括：
利用Vn＝Vmax-In×DCR计算所述Vn，
其中，所述DCR为所述电池的内阻值。
3.根据权利要求1或2所述的电池充电方法，其特征在于，所述电池充电方法还包括：
在第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段或停止充电时，控制In-1以预定的速率减小。
4.根据权利要求1或2所述的电池充电方法，其特征在于，所述电池为锂离子蓄电单元、铅酸蓄电单元、镍隔蓄电单元、镍氢蓄电单元、锂硫蓄电单元或者钠离子蓄电单元。
5.一种电池充电装置，其特征在于，所述电池充电装置包括：
电流设定单元，设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In-1，所述n为大于1的整数；
电池内阻确定单元，用于根据电池的充电环境温度，并利用电池内阻与充电环境温度的关系，确定所述电池的内阻值；
电压确定单元，用于基于In和所述电池的内阻值，计算在第n个充电阶段与In对应的充电截止电压值Vn，其中，Vn大于Vn-1，并且Vn小于所述电池的理论充电截止电压值Vmax；
充电单元，用于：
在第n-1个充电阶段，对所述电池以In-1进行充电，当电池充电电压达到Vn-1时，如果n-1小于所述充电阶段总数，进入第n个充电阶段；
在第n-1个充电阶段，对所述电池以In-1进行充电，当电池充电电压达到Vn-1时，如果n-1等于所述充电阶段总数，停止充电。
6.根据权利要求5所述的电池充电装置，其特征在于，所述电压确定单元，还用于：
利用Vn＝Vmax-In×DCR计算所述Vn，
其中，所述DCR为所述电池的内阻值。
7.根据权利要求5或6所述的电池充电装置，其特征在于，所述充电单元还用于：
第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段或停止充电时，控制In-1以预定的速率减小。
8.根据权利要求5或6所述的电池充电装置，其特征在于，
所述电池为锂离子蓄电单元、铅酸蓄电单元、镍隔蓄电单元、镍氢蓄电单元、锂硫蓄电单元或者钠离子蓄电单元。
9.一种电池充电设备，其特征在于，所述电池充电设备包括存储器和处理器；
所述存储器用于储存有可执行程序代码；
所述处理器用于读取所述存储器中存储的可执行程序代码以执行权利要求1至4中任一项所述的电池充电方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-4中任意一项所述的电池充电方法。
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