CN107359376B - 电池充电方法、装置和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池充电方法、装置和设备。该充电方法包括：设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In；在第n‑1个充电阶段，对电池以电流In‑1进行充电，基于In‑1和指定时刻的电池荷电状态SOC，确定指定时刻与In‑1对应的充电截止电压值Vn‑1；当前电池充电电压小于在指定时刻确定的与In‑1对应的充电截止电压值，继续对电池以电流In‑1进行充电；在该第n‑1个充电阶段，当前电池充电电压达到在指定时刻确定的与In‑1对应的充电截止电压值且n‑1小于设定的充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，当前电池充电电压达到在指定时刻确定的与In‑1对应的充电截止电压值且n‑1等于充电阶段总数时，停止充电。根据本发明实施例提供的电池充电方法，可以提高充电量和充电效率。
Description
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、装置和设备。
背景技术
随着石油等不可再生能源逐渐消耗，在可预见的未来可能爆发能源危机，基于此原因，近年来电力能源例如锂离子动力电池在新能源市场上备受欢迎，而用户对电池性能，特别是对电池的快速充电性能的要求也越来越高。
现有大多数充电技术例如充电桩的电池充电技术中，并没有恒压充电的步骤，而是采用恒流充电的充电方式。
在对动力电池在进行大倍率充电时，往往有几百安的电流通过，现有大多数充电桩并不能够将大电流瞬间降为零，而是以缓慢下降的电流对电池继续充电。为了防止出现过充，充电桩在对电池充电过程中一般不会直接充到电池的截止电压。这类充电方式会导致电池充进的容量不足，并且充电效率较低。
发明内容
本发明实施例提供一种电池充电方法、装置和设备，可以提高充电量和充电效率。
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；在第n-1个充电阶段，对电池以电流In-1进行充电，基于In-1和指定时刻的电池荷电状态SOC，确定指定时刻与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；在该第n-1个充电阶段，当前电池充电电压小于指定时刻确定的与In-1对应的充电截止电压值，继续对电池以电流In-1进行充电；当前电池充电电压达到指定时刻确定的与In-1对应的充电截止电压值Vn-1且n-1小于设定的充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，当前电池充电电压达到指定时刻确定的与In-1对应的充电截止电压值Vn-1且n-1等于充电阶段总数时，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，n为大于1的整数；充电截止电压确定单元，用于在第n-1个充电阶段，对电池以电流In-1进行充电，基于In-1和指定时刻的电池荷电状态SOC，确定指定时刻与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；充电单元，用于：在该第n-1个充电阶段，当前电池充电电压小于指定时刻确定的与In-1对应的充电截止电压值，继续对电池以电流In-1进行充电；当前电池充电电压达到指定时刻确定的与In-1对应的充电截止电压值Vn-1且n-1小于充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，当前电池充电电压达到指定时刻确定的与In-1对应的Vn-1且n-1等于充电阶段总数时，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，用于储存可执行程序代码；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。
根据本发明实施例中的电池充电方法、装置和设备，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，可以根据监测的SOC和预先建立的电池内阻随SOC的函数关系式，得到充电过程中指定时刻的电池内阻；并根据该指定时刻的电池内阻和该充电阶段的充电电流，计算该充电阶段的充电截止电压。采集充电过程的电压数据，当电池充电电压达到计算得到的该充电阶段的充电截止电压值时，进入下一个充电阶段。通过上述电池充电方法，可以提升电池充电速度和充电效率，避免出现过充风险，从而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是示出图1中基于充电电流和指定时刻的SOC确定当前充电阶段的充电截止电压的详细流程图；
图3是示出根据本发明实施例的电池充电方法中电池内阻随SOC变化曲线的曲线示意图；
图4是示出根据本发明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5a是示出根据本发明又一实施例的电池充电方法中具体实施例和对比实施例的充电电压随时间变化的充电电压曲线对比示意图；
图5b是示出根据本发明又一实施例的电池充电方法中具体实施例和对比实施例的电池SOC随时间变化的充电速度曲线的对比示意图；
图6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7是图6中充电截止电压确定单元的具体结构示意图；
图8是示出能够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。
下面结合图1和图2介绍根据本发明实施例的电池充电方法的流程图。图1是示出根据本发明实施例的电池充电方法的流程图。图2是图1中基于充电电流和指定时刻的SOC确定当前充电阶段的充电截止电压的详细流程图。
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，充电电流In的取值可以根据电池的充电能力进行设定。
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，本发明实施例中描述的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。
步骤S120，在第n-1个充电阶段，对电池以电流In-1进行充电，基于In-1和指定时刻的电池荷电状态SOC，确定指定时刻与In-1对应的充电截止电压值Vn-1。
在一些实施例中，如图2所示，步骤S120具体可以包括：
步骤S1201，根据指定时刻的SOC，以及预设SOC与电池内阻DCR之间的函数关系，确定指定时刻的DCR。
在该步骤中，SOC与电池内阻DCR的函数关系是可以根据选定的电池体系预先建立的。也就是说，SOC与电池内阻DCR的函数关系与选定的电池体系存在对应关系，不同的电池体系，SOC与电池内阻DCR的函数关系可以不同。
在一些实施例中，根据可充电电池的内部设计或电池体系，SOC与DCR的关系可以是多项式、指数函数、对数函数或幂函数等。
为了更好的理解，下面示例性地示出可充电电池的电池荷电状态SOC与电池值内阻值DCR的函数关系式。
作为一个示例，可以通过下述公式(1)描述SOC与DCR的函数关系：
DCR＝5.25×(SOC)2-2.125×SOC+1.775 (1)
在上述公式(1)中，SOC的取值在0％～30％的区间内。
作为一个示例，可以通过下述公式(2)描述SOC与DCR的函数关系：
DCR＝6×(SOC)2-5.6×SOC+2.75 (2)
在上述公式(2)中，SOC的取值在30％～50％的区间内。
作为一个示例，可以通过下述公式(3)描述SOC与DCR的函数关系：
DCR＝1.3875×e0.0851×SOC (3)
在上述公式(3)中，SOC的取值在50％～90％的区间内。
作为一个示例，可以通过下述公式(4)描述SOC与DCR的函数关系：
DCR＝8×(SOC)2-12.4×SOC+6.18 (4)
在上述公式(4)中，SOC的取值在90％～100％的区间内。
具体地，本发明实施例的电池体系可以是锂离子电池体系。该锂离子电池体系包括正极体系、负极体系及电解液，该锂离子电池体系的正极体系可以包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂或三元材料镍钴锰酸锂。
以锂离子电池体系为例，在一些实施例中，可以针对选定的电池体系，通过实验值或经验值，预先建立电池的SOC与电池内阻DCR之间的函数关系式。
步骤S1202，利用指定时刻的DCR和In-1，计算该指定时刻与In-1对应的Vn-1。
在一些实施例中，步骤S1202具体可以包括，利用下述公式(5)计算该指定时刻与充电电流In-1对应的充电截止电压值Vn-1：
Vn-1＝V0-In-1×DCRsoc (5)
在上述公式(5)中，V0为预设的最大充电截止电压值，DCRsoc为指定时刻的电池内阻，即根据第n-1个充电阶段的指定时刻电池的SOC以及SOC与电池内阻DCR之间的函数关系得到的电池内阻值。
在一些实施例中，最大充电截止电压V0也可以称为理论充电截止电压值。作为一个示例，电池单体的最大充电截止电压可以设定为4.25V。
在一些实施例中，Vn小于电池的最大充电截止电压V0。
在另一些实施例中，计算得到的Vn大于计算得到的Vn-1。也就是说，第n个充电阶段的充电截止电压Vn大于第n-1个充电阶段的充电截止电压。
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(5)所描述的函数关系时，能够更好的避免在每个充电阶段对电池造成过充的情况。
上述步骤S120中，在第n-1个充电阶段，电池以恒定电流值In-1持续进行充电时，电池SOC随充电时间的增加呈增长状态，通过SOC与电池内阻的函数关系式，确定某一指定时刻的电池内阻值，从而确定与电流In-1对应的充电截止电压Vn-1。
步骤S130，当前电池充电电压小于指定时刻确定的与充电电流In-1对应的充电截止电压值，继续对电池以电流In-1进行充电。
在该步骤中，在继续对电池以电流In-1进行充电的过程中，重复上述步骤S120中的步骤S1201和步骤S1202，不断对电流为In-1时的最大充电截止电压Vn-1进行修正。
步骤S140，在该第n-1个充电阶段，当前电池充电电压达到指定时刻确定的与充电电流In-1对应的充电截止电压值Vn-1且n-1小于设定的充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，当前电池充电电压达到指定时刻确定的与充电电流In-1对应的充电截止电压值Vn-1且n-1等于充电阶段总数时，停止充电。
在一些实施例中，n-1小于设定的充电阶段总数时，表示第n-1个充电阶段不是最后一个充电阶段，n-1等于该设定的充电阶段总数时，表示第n-1个充电阶段是最后一个充电阶段。
在本发明实施例中，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。
在充电过程中的第n个充电阶段，以充电电流In对电池进行充电时，电池SOC随着充电时间的推移而增大；获取电池的DCR与SOC的函数关系，利用当前充电阶段t时刻的电池SOC，计算得到电池在t时刻的DCR值；根据电池在t时刻的DCR值以及当前充电阶段的电流值，对当前充电阶段的充电截止电压进行修正。
在一些实施例中，可以根据需要或实际情况，对当前充电阶段的充电截止电压进行一次或一次以上的修正。
也就是说，步骤S120中，在第n-1个充电阶段，对电池以电流In-1进行充电，基于In-1和一个或两个以上指定时刻的电池荷电状态SOC，确定在最新的指定时刻与充电电流In-1对应的充电截止电压值Vn-1。
根据本发明实施例的电池充电方法，可以多次采集电池充电过程的不同时刻的电池SOC，通过上述实施例中的电池充电方法，不断地对当前充电阶段的充电截止电压进行修正，并且，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。
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Vamx时，停止充电。
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In-1以预定速率减小。
作为一个示例，该预定的速率的取值可以是在20A/s到200A/s的区间内。
也就是说，在第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段或停止充电时，充电电流不会瞬间减小，而是可以以一定的速率，例如以预设的电流下降速率缓慢减小到设定的目标值。
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，可以控制电流每秒10A的速率从43A减小到22A。
本发明实施例的电池充电方法，采用分步充电的充电方式，在每个充电阶段，以该充电阶段对应的充电电流值对电池进行充电，充电过程中，通过上述实施例中的方法不断修正充电截止电压。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。
下面以第n-1个充电阶段为第1个充电阶段为例，描述根据本发明一实施例的电池充电方法。
在该实施例中，针对选定的电池体系，建立电池的荷电状态SOC与电池内阻DCR的函数关系式。
设定一组依次减小的充电电流值，{I1，I2，I3，……，In}。
利用电流I1给电池充电，采集充电容量，并计算t1时刻电池的荷电状态SOC(t1)；
根据选定的充电电池的电池体系，查找SOC与电池内阻的函数关系式，根据该函数关系和t1时刻电池的荷电状态SOC(t1)，计算得到t1时刻的DCR值，记为DCRSOC(t1)；
利用上述公式(5)，计算t1时刻充电电流为I1时的充电截止电压V1(t1)。
采集电池的充电电压数据，并与计算得到的t1时刻的充电截止电压V1(t1)比较，如果当前充电电压小于充电截止电压V1(t1)，则继续以电流I充电。
当前充电电压达到充电截止电压V1(t1)时，进入第二个充电阶段。
下面继续以第n-1个充电阶段为第1个充电阶段为例，描述根据本发明另一实施例的电池充电方法。
在该实施例中，针对选定的电池体系，建立电池的荷电状态SOC与电池内阻DCR的函数关系式。
设定一组依次减小的充电电流值，{I1，I2，I3，……，In}。
利用电流I1给电池充电，采集充电容量，并计算t1时刻电池的荷电状态SOC(t1)；
根据当前电池体系下SOC与电池内阻的函数关系式和t1时刻电池的荷电状态SOC(t1)，计算得到t1时刻的DCRSOC(t1)值；
利用公式上述公式(5)，计算t1时刻充电电流为I1时的充电截止电压V1(t1)。
采集电池的充电电压数据，如果当前充电电压小于t1时刻的充电截止电压V1(t1)，继续以电流I1充电。
采集充电容量，并计算t2时刻电池的荷电状态SOC(t2)；
根据SOC与电池内阻的函数关系式和t2时刻电池的SOC(t2)，计算得到t2时刻的DCRSOC(t2)值；
利用上述公式(5)，计算t2时刻充电电流为I1时的充电截止电压V1(t2)。
采集电池的充电电压数据，如果当前充电电压小于t2时刻的充电截止电压V1(t2)，继续以电流I1充电。
采集充电容量，并计算t3时刻电池的荷电状态SOC(t3)；
根据SOC与电池内阻的函数关系式和t3时刻电池的荷电状态SOC(t3)，计算得到t3时刻的DCRSOC(t3)值；
利用上述公式(5)，计算t3时刻充电电流为I1时的充电截止电压V1(t3)。
采集电池的充电电压数据，如果当前充电电压达到t3时刻的充电截止电压V1(t3)，进入第二个充电阶段。
在上述实施例中，可以对当前充电阶段的充电截止电压在一个或两个以上的指定时刻进行修正，直到当前阶段的电池充电电压达到最新修正后的充电截止电压时，如果当前充电阶段不是最后一个充电阶段，进入下一个充电阶段，如果当前充电阶段是最后一个充电阶段时，停止充电。
在本发明实施例中，通过不断修正当前充电阶段的充电截止电压，不仅能够准确控制充电截止电压，还能够有效提高电池的充电效率。
根据上述本发明实施例中的充电方法，利用分阶段充电的方式对电池进行充电，并在每个充电阶段不断修正当前充电阶段的充电截止电压的，可以提升电池充电效率，在安全的电池充电电压下为电池充入更多的电量，避免出现过充风险，提高电芯的充电安全。
图3示出了根据本发明实施例的电池充电方法中电池内阻随SOC变化曲线的曲线示意图。图3中，横坐标为电池的荷电状态SOC，纵坐标为电池内阻DCR。
如图3所示，该电池在充电过程中的内阻曲线呈现如下特点：当SOC在[0％，30％]区间内时，电池内阻呈现下降趋势；随SOC的继续升高，SOC在[30％，100％]时，电池内阻变化较小，呈现较为稳定的状态。根据该电池内阻随SOC变化曲线，以及采集的充电阶段指定时刻的SOC，可以得到当前充电阶段与指定时刻的SOC对应的电池内阻。
图4示出了根据本发明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4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SOC表示，如图所示，SOCb大于SOCa。
下面结合具体实施例和对比实施例，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：
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{172A，129A，43A}，将电池置于25℃的充电环境温度中，对电池充电。
以电流172A对电池进行充电的过程中，在指定时刻采集充电过程的容量和电压数据。
计算指定的时刻电池的SOC，获取电池的DCR与SOC的函数关系，得到电池在指定时刻的DCRSOC值，并利用公式计算指定时刻的充电电流为172A时的充电截止电压V1。
将采集的电池充电电压Vt与充电截止电压V1进行对比，如果Vt<V1，继续以电流172A对电池充电，并不断对电流为172A时对应的充电截止电压V1进行修正，直到电池充电电压Vt≥V1时，进入第二个充电阶段，即以129A的电流给电池充电。
以电流129A对电池进行充电的过程中，在指定时刻采集充电过程的容量和电压数据。
计算指定的时刻电池的SOC，获取电池的DCR与SOC的函数关系，得到电池在指定时刻的DCRSOC值，并利用公式计算指定时刻的充电电流为129A时的充电截止电压V2。
将采集的电池充电电压Vt与充电截止电压V2进行对比，如果Vt<V2，继续以电流129A对电池充电，并不断对电流为129A时对应的充电截止电压V2进行修正，直到电池充电电压Vt≥V2时，进入第二个充电阶段，即以43A的电流给电池充电。
以电流43A对电池进行充电的过程中，在指定时刻采集充电过程的容量和电压数据。
计算指定时刻电池的SOC，获取电池的DCR与SOC的函数关系，得到电池在指定时刻的DCRSOC值，并利用公式计算指定时刻的充电电流为43A时的最大充电截止电压V3。
将采集的电池充电电压Vt与充电截止电压V3进行对比，如果Vt<V3，则继续以电流V3对电池充电，并不断对电流43A时对应的充电截止电压V3进行修正，直到电池充电电压Vt≥V3时，停止对电池进行充电。
对比实施例：
设置充电截止电压为4.25V，将电池置于25℃环境中，对电池充放电；并以恒定电流129A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与对比实施例中的电池充电方法。
图5a是根据本发明又一实施例的电池充电方法中具体实施例和对比实施例的充电电压随时间变化的充电电压曲线对比示意图；图5b是根据本发明又一实施例的电池充电方法中具体实施例和对比实施例的电池SOC随时间变化的充电速度曲线的对比示意图。
如图5a所示，具体实施例中的电池充电方法，与对比实施例的电池充电方法相比较，具体实施例中的电池充电电压到达电池的理论充电截至电压之前可以进行更长时间的充电。因此，具体实施例中的电池充电方法可以为电池充入更多的电量。
如图5b所示，在相同的充电时间中，具体实施例中的电池充电方法，与对比实施例的电池充电方法相比较，具体实施例中的电池具有更高的剩余电量百分比。因此，具体实施例中的电池充电方法可以更快的为电池充电。
综上所述，与对比实施例的电池充电方法相比，具体实施例可以提高电池的充电量和充电速度。
根据本发明实施例的电池充电方法，采用分步充电的充电方式，考虑了可充电电电池在不同SOC时的电池内阻，并在充电过程中，不断修正电池的安全充电电压，监测电池的充电过程，提高电池的充电速度和充电电量。
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6是根据本发明实施例的电池充电装置的结构示意图。
图6是示出了根据本发明一些示例性实施例的电池充电装置的结构示意图。如图6所示，电池充电装置600包括：电流设定单元610、充电截止电压计算单元620和充电单元630。
电流设定单元610，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；
充电截止电压确定单元620，用于在第n-1个充电阶段，对电池以电流In-1进行充电，基于In-1和指定时刻的电池荷电状态SOC，确定指定时刻与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；
充电单元630，用于在该第n-1个充电阶段，当前电池充电电压小于指定时刻确定的与In-1对应的充电截止电压值，继续对电池以电流In-1进行充电；当前电池充电电压达到指定时刻确定的与In-1对应的充电截止电压值，如果n-1小于充电阶段总数，进入第n个充电阶段，如果n-1等于充电阶段总数，停止充电。
因此，根据本发明实施例提供的电池充电装置600，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，获取电池内阻随SOC的函数关系式和指定时刻电池的SOC，计算指定时刻的电池内阻；并根据指定时刻的电池内阻和该充电阶段的充电电流，计算该充电阶段指定时刻与充电电流对应的充电截止电压，根据本发明实施例的电池充电装置，可以在多个指定时刻不断修正当前充电阶段的充电截止电压。
采集充电过程的电压数据，当电池充电电压达到计算得到的该充电阶段的充电截止电压值时，可以进入下一个充电阶段。通过上述实施例中的电池充电方法能够有效提高电池的充电速度和充电量，并且可以精确的控制每个充电阶段的充电截止电压，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600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600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。
图7是图6中充电截止电压确定单元的具体结构示意图。如图7所示，在一些实施例中，充电截止电压确定单元620具体可以包括：
电池内阻计算子单元621，用于根据指定时刻的SOC，以及预设SOC与电池内阻DCR之间的函数关系，计算指定时刻的DCR。
充电截止电压计算子单元622，用于利用指定时刻的DCR和In-1，计算指定时刻与In-1对应的Vn-1。
具体地，充电截止电压计算子单元622还可以用于：
利用上述公式(5)计算指定时刻与In-1对应的充电截止电压Vn-1，其中，V0表示最大充电截止电压值，DCRsoc为指定时刻的电池内阻。
在一些实施例中，充电单元630还用于在第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以预定间隔减小。
在一些实施例中，电池SOC与电池内阻DCR之间的函数关系与电池体系具有对应关系。
具体地，电池体系可以是锂离子电池体系，该锂离子电池体系包括正极体系、负极体系及电解液，该正极体系可以包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂或三元材料镍钴锰酸锂。
根据本发明实施例的电池充电装置的其他细节与以上结合图1至图2描述的根据本发明实施例的方法类似，在此不再赘述。
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实现。图8示出了本发明实施例的计算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和或电池充电电压)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-S140，以及步骤S1201-S1202。
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，可以提升电池充电速度和充电量，避免出现过充风险。
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 (9)
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，n为大于1的整数；
在第n-1个充电阶段，对所述电池以电流In-1进行充电，基于In-1和指定时刻的电池荷电状态SOC，确定所述指定时刻与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；
当前电池充电电压小于所述指定时刻确定的与In-1对应的充电截止电压值，继续对所述电池以电流In-1进行充电；
在所述第n-1个充电阶段，当前电池充电电压达到所述指定时刻确定的与In-1对应的Vn-1且n-1小于设定的充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，当前电池充电电压达到所述指定时刻确定的与In-1对应的Vn-1且n-1等于所述充电阶段总数时，停止充电；
其中，所述基于In-1和指定时刻的SOC，确定所述指定时刻与In-1对应的Vn-1，包括：
根据所述指定时刻的SOC，以及预设SOC与电池内阻DCR之间的函数关系，确定所述指定时刻的DCR；
利用所述指定时刻的DCR和In-1，计算所述指定时刻与In-1对应的Vn-1；
所述利用所述指定时刻的DCR和In-1，计算所述指定时刻与In-1对应的充电截止电压值Vn-1，包括：
利用公式Vn-1＝V0-In-1×DCRsoc计算所述指定时刻与In-1对应的充电截止电压值Vn-1，其中，V0为最大充电截止电压值，DCRsoc为所述指定时刻的电池内阻。
2.根据权利要求1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，控制所述In-1以预定速率减小。
3.根据权利要求1所述的电池充电方法，其特征在于，
所述SOC与电池内阻DCR之间的函数关系，与电池体系具有对应关系。
4.根据权利要求3所述的电池充电方法，其特征在于，
所述电池体系为锂离子电池体系，所述锂离子电池体系的正极体系包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂或三元材料镍钴锰酸锂。
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，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，所述In小于In-1，所述n为大于1的整数；
充电截止电压确定单元，用于在第n-1个充电阶段，对所述电池以电流In-1进行充电，基于In-1和指定时刻的电池荷电状态SOC，确定所述指定时刻与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；
充电单元，用于：
在所述第n-1个充电阶段，当前电池充电电压达到所述指定时刻确定的与In-1对应的Vn-1且n-1小于设定的充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，当前电池充电电压达到所述指定时刻确定的与In-1对应的Vn-1且n-1等于所述充电阶段总数时，停止充电；
其中，所述充电截止电压确定单元具体包括：
电池内阻计算子单元，用于根据所述指定时刻的SOC，以及预设SOC与电池内阻DCR之间的函数关系，计算所述指定时刻的DCR；
充电截止电压计算子单元，用于利用所述指定时刻的DCR和In-1，计算所述指定时刻与In-1对应的Vn-1；
所述充电截止电压计算子单元还用于：
利用公式Vn-1＝V0-In-1×DCRsoc计算所述指定时刻与In-1对应的充电截止电压Vn-1，
其中，V0表示最大充电截止电压值，DCRsoc为所述指定时刻的电池内阻。
6.根据权利要求5所述的电池充电装置，其特征在于，所述充电单元，还用于在第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段或停止充电时，控制所述In-1以预定速率减小。
7.根据权利要求5所述的电池充电装置，其特征在于，
所述SOC与电池内阻DCR之间的函数关系与电池体系具有对应关系。
8.根据权利要求7所述的电池充电装置，其特征在于，
所述电池体系为锂离子电池体系，所述锂离子电池体系的正极体系包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂或三元材料镍钴锰酸锂。
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，用于储存可执行程序代码；
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任一项所述的电池充电方法。
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