CN109698531A - 用于对电池充电的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电池充电方法和装置。电池充电装置接收电池的期望的充电时间，基于期望的充电时间生成用于对电池充电的充电步阶的充电电流，基于期望的充电时间和电池的电化学模型对充电步阶中的每个获取包括内部状态条件和最大充电时间的充电限制条件，并基于充电限制条件生成包括充电电流和充电电流的充电时间的充电简档。

Description

用于对电池充电的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年10月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0138657号的权益，其全部公开内容通过引用并入本文用于所有目的。
技术领域
以下描述涉及电池充电。
背景技术
电池被用作各种设备(例如，移动设备或电动车辆)中的电源，并且提供了各种对电池充电的方案。当使用恒定电流/恒定电压(CC/CV)充电方案时，以CV执行充电以达到预设的低电流，然后以CC执行充电以达到电压。此外，存在以从高电流到低电流的多个步阶的CC执行充电的多步充电方案、以及以短时间单位重复应用脉冲电流的脉冲充电方案。
由于在CC/CV充电方案中在CV条件下需要大量时间，所以CC/CV充电方案不适合于快速充电。在多步充电方案和脉冲充电方案中，由于快速充电而出现电池的劣化。不管电池的内部状态如何的基于经验的充电方案在控制电池的劣化方面存在限制，并且充电时间的缩短受到限制。随着使用包括电池的电动车辆或移动设备的用户的数量增加，对快速充电的需求正在增加。因此，期望提供电池的长使用寿命以及用于快速对电池充电的能力的电池充电。
发明内容
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的概念的选择。本发明内容并非旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用作确定所要求保护的主题的范围的辅助手段。
在一个总体方面，提供了一种电池充电方法，包括：接收电池的期望的充电时间；基于期望的充电时间生成用于对电池充电的各个充电步阶(charging step)的充电电流；基于所述期望的充电时间和电池的电化学模型来获取充电限制条件，所述充电限制条件包括用于所述充电步阶中的每个的内部状态条件或最大充电时间中的至少一个；以及基于充电限制条件生成充电简档，所述充电简档包括充电电流和各个充电电流的充电时间。
所述充电限制条件可以包括防止所述电池在充电期间劣化的条件。
所述内部状态条件可以包括基于电化学模型的对电池的劣化具有影响的至少一个内部状态。
所述内部状态条件可以包括阳极过电势条件、阴极过电势条件、阳极表面锂离子浓度条件、阴极表面锂离子浓度条件、电池单元电压条件和荷电状态(SOC)条件中的任何一个或任何组合。
充电限制条件的获取可以包括：基于充电电流初始化充电限制条件；以及基于所述电化学模型和电池的劣化条件，优化所述初始化的充电限制条件以在所述期望的充电时间期间对所述电池充电并且防止电池的劣化；以及劣化条件是当电池的内部状态基本类似于劣化条件时引起电池的劣化的条件。
所述初始化的充电限制条件的优化可以包括：基于电化学模型来估计用于应用所述充电电流的电池的充电步阶中的每个的至少一个内部状态；以及基于估计的内部状态来调整初始化的充电限制条件中的最大充电时间和内部状态条件中的任何一个或任何组合。
所述充电限制条件的优化可以包括：获取初始化的充电限制条件中的内部状态条件以及与内部状态条件相对应的劣化条件；从输入内部状态条件与劣化条件之间的差的函数来生成函数值；以及基于所述函数值的和以及电化学模型来调整所述内部状态条件中的至少一个。
函数可以被定义为使得函数值响应于内部状态条件与劣化条件之间的差的增加而减小，并且内部状态条件中的至少一个的调整可以包括基于电化学模型调整内部状态条件中的至少一个，以使期望的充电时间期间的和最小化。
可以基于所述电池的健康状态(SOH)来设置所述劣化条件或初始化的充电限制条件中的至少一个。
所述电池充电方法可以包括将电池的劣化因子应用于电化学模型。
所述劣化因子可以包括阳极表面电阻、阴极表面电阻、阳极活性材料中的还原以及阴极活性材料中的还原中的任何一种或任何组合。
所述电池充电方法可以包括：估计电池的健康状态(SOH)；基于SOH获取电池的劣化因子；以及将劣化因子应用于电化学模型。
所述电池充电方法可以包括：估计电池的至少一个内部状态；以及响应于电池被充电直到电池的当前SOC达到阈值SOC，生成允许估计的内部状态达到极限状态的最大可允许电流，其中充电电流不超过最大可允许电流。
所述电池充电方法可以包括：基于最大可允许电流和期望的充电时间来确定对电池充电的时间是否小于期望的充电时间。
所述充电电流的生成可以包括：基于期望的充电时间和电池的期望的充电容量生成平均充电电流；以及基于平均充电电流生成充电步阶的数量和充电步阶中的每个的充电电流。
所述充电电流和充电步阶的数量的生成可以包括：基于所述平均充电电流和电池的SOH来生成所述充电电流和充电步阶的数量。
所述充电电流的生成可以包括：基于与平均充电电流相对应的电流范围或查找表，生成充电步阶的数量和充电步阶中的每个的充电电流。
所述充电简档的生成可以包括：基于所述电化学模型来估计用于应用所述充电电流的电池的充电步阶中的每个的至少一个内部状态；以及基于估计的内部状态是否达到充电限制条件中的用于充电步阶中的每个的至少一个内部状态条件，生成充电电流的充电时间。
所述充电时间的生成可以包括：确定应用第一充电步阶的第一充电电流的电池的第一内部状态是否在第一充电步阶的第一最大充电时间内达到第一充电步阶的第一内部状态条件；响应于第一内部状态达到第一内部状态条件，基于第一内部状态达到第一内部状态条件的时间点确定第一充电电流的第一充电时间；响应于第一内部状态未达到第一内部状态条件，基于第一最大充电时间确定第一充电电流的第一充电时间；以及基于第一充电时间和在第一充电步阶之后的第二充电步阶的第二充电时间，生成充电电流的充电时间。
所述电池充电方法可以包括：基于充电简档对电池充电，其中所述电池的充电可以包括：估计应用当前充电步阶的当前充电电流的电池的当前内部状态；以及基于估计的当前内部状态是否达到当前充电步阶的内部状态条件，将当前充电电流之后的充电电流应用到电池。
在另一总体方面，提供了一种电池充电方法，包括：接收电池的期望的充电时间；基于期望的充电时间生成用于对电池充电的充电步阶的充电电流；基于期望的充电时间和电池的电化学模型获取充电限制条件，所述充电限制条件包括用于充电步阶中的每个的内部状态条件和最大充电时间；以及基于充电限制条件和电池的内部状态对电池充电。
所述电池的充电可以包括：通过向电池应用第一充电步阶的第一充电电流来对电池充电；获取电池的电流、电压和温度；基于获取的电流、获取的电压和获取的温度来估计电池的至少一个第一内部状态；确定估计的第一内部状态是否达到第一充电步阶的第一内部状态条件；以及基于确定结果确定是否以在第一充电步阶之后的第二充电步阶的第二充电电流对电池充电。
所述电池的充电还可以包括：确定通过向电池应用第一充电电流对电池充电使用的时间是否达到第一充电步阶的第一最大充电时间；以及基于对电池充电使用的时间是否达到第一最大充电时间的确定来确定是否要用第二充电电流对电池充电。
在另一总体方面，提供了一种电池充电装置，包括：处理器，被配置为接收电池的期望的充电时间，基于期望的充电时间生成用于对电池充电的各个充电步阶的充电电流，基于期望的充电时间和电池的电化学模型获取充电限制条件，所述充电限制条件包括用于所述充电步阶中的每个的内部状态条件或最大充电时间中的至少一个，并且基于所述充电限制条件生成充电简档，所述充电简档包括所述充电电流和各个充电电流的充电时间。
在另一总体方面，提供了一种电池充电装置，包括：处理器，被配置为接收电池的期望的充电时间，基于期望的充电时间生成用于对电池充电的充电步阶的充电电流，基于期望的充电时间和电池的电化学模型获取充电限制条件，所述充电限制条件包括用于所述充电步阶中的每个的内部状态条件和最大充电时间，以及基于所述充电限制条件和电池的内部状态对电池充电。
根据以下详细描述、附图和权利要求，其他特征和方面将变得显而易见。
附图说明
图1示出电池充电方法的示例。
图2是示出电池充电方法的示例的图。
图3示出生成最大可允许电流的操作的示例。
图4A和图4B示出基于充电限制条件生成充电电流的操作和生成充电简档的操作的示例。
图5A和图5B示出优化充电限制条件的操作的示例。
图6示出优化充电限制条件的操作的示例。
图7A至图7D示出生成反映电池的劣化的充电简档的操作的示例。
图8示出生成充电简档的操作的示例。
图9是示出电池充电方法的另一示例的图。
图10示出电池的充电简档和内部状态的示例。
图11示出电池充电装置的操作的示例。
图12是示出电池充电装置的配置的示例的图。
在整个附图和详细描述中，除非另外描述或提供，否则相同的附图标号将被理解为指代相同的元件、特征和结构。附图可能不是按比例的，并且为了清楚、说明和方便起见，附图中元件的相对大小、比例和描绘可能被夸大。
具体实施方式
提供以下详细描述以帮助读者获得对这里描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，在理解了本申请的公开之后，这里描述的方法、装置和/或系统的各种改变、修改和等同将是显而易见的。例如，这里描述的操作顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的那些，而是在理解本申请的公开后将显而易见的可以被改变，除了必须以一定次序发生的操作。而且，为了更加清楚和简洁，可以省略本领域已知的功能和构造的描述。
这里描述的特征可以以不同的形式体现，并且不被解释为限于在此描述的示例。相反，提供在此描述的示例仅仅是为了说明实现这里描述的方法、装置和/或设备的许多可能方式中的一些，这些方式、装置和/或设备在理解了本申请的公开后将是显而易见的。
本公开中公开的示例的以下结构或功能描述仅旨在用于描述示例的目的，并且示例可以以各种形式实现。这些示例并不意味着受限制，而是意图在权利要求的范围内也包括各种修改、等同和替代方案。
尽管使用“第一”或“第二”的术语来说明各种组件，但这些组件不限于这样的术语。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如，根据以下描述的概念，在权利的范围内，第一组件可以被称为第二组件，或者类似地，第二组件可以被称为第一组件。
应该理解的是，当组件被称为“连接到”另一组件时，该组件可以直接连接或耦合到另一组件，或者可以存在中间组件。
如本文所使用的，除非上下文另外明确指示，否则单数形式也旨在包括复数形式。
在下文中，将参考附图详细描述示例，并且附图中的相同附图标记始终指代相同的元件。
根据示例，电池充电装置基于电池的内部状态并且使用电化学模型，生成充电波形以在给定充电时间内对电池快速充电的同时防止电池的劣化。在示例中，电池充电装置基于所生成的充电波形对电池充电。为了使由于在给定充电时间内电池的快速充电引起的电池的劣化最小化，电池充电装置导出与电池相关联的边界条件并基于边界条件对电池充电。在示例中，电池充电装置基于电化学模型估计电池的内部状态，并基于估计的内部状态控制电池的充电。
在示例中，当输入用户期望的充电时间时，电池充电装置确定在输入充电时间内的充电是否可能。在示例中，电池充电装置基于电池的所估计的内部状态和边界条件，导出在满足输入充电时间的同时具有优良电池寿命特性的充电简档。在以下描述中，给定的充电时间被称为“期望的充电时间”，并且边界条件被称为“充电限制条件”。
期望的充电时间可以由用户或管理者输入或设置。而且，期望的充电时间可以由电池的充电设备自动设置，或者基于设计意图预先设置。例如，与电池的快速充电模式相对应的期望的充电时间是预先设置以完成充电的时间，并且电池充电装置响应于快速充电模式确定在自动设置的电池充电时间内对电池进行充电是否可能，或生成充电简档并为电池充电。下面将参考图1和图2提供电池充电方法的整体描述。下面将参考图3提供对最大可允许电流的描述。下面将参考图4A和图4B提供对充电电流和充电限制条件的描述。下面将参考图5A、图5B和图6提供对优化充电限制条件的操作的描述。下面将参考图7A至图7D提供对反映电池的劣化的充电简档的描述。下面将参考图8提供对充电简档的生成的描述。下面将参考图9提供对电池充电方法的描述。下面将参考图10提供对电池的内部状态的描述。下面将参考图11描述电池充电方法的应用的示例，并且下面将参考图12描述电池充电装置的配置的示例。
图1是示出电池充电方法的示例的图。图2是示出电池充电方法的示例的图。图2中的操作可以以所示顺序和方式执行，尽管在不脱离所描述的说明性示例的精神和范围的情况下，可以改变一些操作的次序或者省略一些操作。图2中所示的许多操作可以并行或同时执行。图2的一个或多个块和块的组合可以由执行指定功能的基于专用硬件的计算机或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
参考图1和图2，在操作201中，电池充电装置接收电池105的期望的充电时间101。期望的充电时间101的接收包括例如接收基于用户的输入的值，获取自动设置在设备中的值，或者从位于电池充电装置内部或外部的作为数据库(DB)的服务器或存储器接收或获取值。DB可以被实现为包括在电池充电装置中的存储器或者被无线地或经由电线或网络连接到电池充电装置的外部设备(未示出)，例如服务器。
在示例中，用户使用用户接口输入完成电池105的充电的预期时间，并且电池充电装置基于用户的输入接收电池105的期望的充电时间101。在另一示例中，用户使用用户接口输入快速充电模式的命令，并且电池充电装置接收与快速充电模式相对应的期望的充电时间101。
电池充电装置是被配置为对电池105充电的装置，并且可以被实现为例如硬件模块。例如，电池充电装置可以由电池管理系统(BMS)来实现。BMS是管理电池105的设备，并且例如可以监视电池105的状态，维持用于电池105的操作的最佳条件，预测电池105的更换定时，检测电池105的故障，生成与电池105相关联的控制信号或命令信号，并且控制电池105的状态或操作。
在示例中，电池105包括被配置为存储电力的充电器或蓄电池，并且包括电池105的设备可以将来自电池105的电力供应给负载。负载消耗电力并可以消耗从外部供应的电力。例如，在示例中，负载包括诸如电加热器、电灯、电动车辆的电动机、电子设备的设备，其使用电流以电压流动的电路来消耗电力。
在操作202中，电池充电装置基于期望的充电时间101生成充电步阶的充电电流102以对电池105充电。电池充电装置基于电池105的内部状态和期望的充电时间101生成充电电流102和充电步阶的数量。充电电流的示例将在下面参考图3、图4A和图4B进一步描述。
在操作203中，电池充电装置基于期望的充电时间101和电池105的电化学模型来获取充电限制条件103。充电限制条件103包括用于充电步阶中的每个的内部状态条件和最大充电时间中的至少一个。充电限制条件103是在期望的充电时间101期间限制电池105的充电同时防止电池105的劣化的条件。在示例中，充电限制条件103对充电步阶中的充电电流中的每个而定义。
在示例中，充电限制条件103包括用于每个充电步阶的内部状态条件。基于至少一个对电池105的劣化具有影响的内部状态从电化学模型定义内部状态条件。内部状态条件包括例如电池105的阳极过电势条件、阴极过电势条件、阳极表面锂离子浓度条件、阴极表面锂离子浓度条件、电池电压条件以及健康状态(state of health,SOH)、荷电状态(SOC)条件中的任何一个或任何组合。
响应于电池105被充电，当电池的内部状态达到内部状态条件中的一个时，电池105劣化。因此，电池充电装置基于内部状态条件生成充电简档，或者控制电池105的充电。例如，当电池105的阳极过电势降至0.05V以下时，确定发生电池105的劣化。阳极过电势条件被定义为超过基于0.05V的过电势值的条件，并且劣化条件是当电池的内部状态达到该条件时导致电池的劣化的条件。换句话说，劣化条件是当电池的内部状态基本类似于劣化条件时导致电池的劣化的条件。在该示例中，0.05V的阳极过电势是当电池105的阳极过电势达到0.05V时导致劣化的劣化条件。基于0.05V的劣化条件和电化学模型来定义或优化电池105的阳极过电势条件。然而，内部状态条件不限于上述示例，并且可以使用量化对电池105的劣化有影响的内部状态的各种表达。
过电势是由于与电池105的每个电极处的嵌入/脱嵌反应相关联的平衡电势的偏差而导致的电压降。锂离子浓度是锂离子(Li+)的浓度，锂离子被使用作为电池105的每个电极的活性材料中的材料。在其他示例中，除了锂离子的材料用作活性材料中的材料。
SOC是指示电池105的荷电状态的参数。SOC指示存储在电池105中的能量水平，并且SOC的量可以使用百分比单位表达为0至100％。例如，0％指示完全放电状态，并且100％指示完全荷电状态，其取决于设计意图或示例进行各种修改和定义。可以采用各种方法来估计或测量SOC。
在示例中，电池105包括电解质、隔膜、集电器和两个电极(例如，阳极和阴极)。锂离子(Li+)嵌入两个电极或从两个电极脱嵌。电解质是用于锂离子(Li+)运动的介质。隔膜将阴极与阳极物理分离，以防止电子直接流动并允许离子通过。集电器收集由电化学反应生成的电子或供应用于电化学反应的电子。阴极和阳极中的每一个都包括活性材料。例如，钴酸锂(LiCoO2)被用作阴极的活性材料，并且石墨(C6)被用作阳极的活性材料。在电池105充电期间，锂离子(Li+)从阴极移动到阳极。在电池105放电期间，锂离子(Li+)从阳极移动到阴极。因此，包含在阴极的活性材料中的锂离子(Li+)的浓度以及包含在阳极的活性材料中的锂离子(Li+)的浓度取决于充电和放电而变化。
为了表达电池105的内部状态，使用各种方案采用电化学模型。例如，各种应用模型以及单颗粒模型(SPM)被采用为电化学模型。此外，定义电化学模型的参数取决于设计意图进行各种修改。内部状态条件是从电池105的电化学模型导出的，或者是通过实验或启发式导出的。定义内部状态条件的方案不受限制。
充电限制条件103包括用于充电步阶中的每个的最大充电时间。最大充电时间是用相应充电步阶的充电电流对电池105充电的最大时间的条件。如上所述，用于充电步阶中的每个的最大充电时间和内部状态条件是为了实现两个目的(即在期望的充电时间101期间防止电池105的劣化并且完成对电池105的充电)而设置、并通过重复调整而优化的条件。下面将参考图5A、图5B和图6描述优化充电限制条件103的操作的示例。
在操作204中，基于充电限制条件103，电池充电装置生成包括充电电流和充电电流的充电时间的充电简档104。充电简档104是指供应用于充电的电流的策略。
通过用于充电步阶中的每个的充电电流和充电时间来定义充电简档104，充电时间是应用对应的充电电流的时间。例如，充电简档104由在步阶1中在时间T1期间用电流I1对电池105充电、在步阶2中在时间T2期间用电流I2对电池105充电等的操作序列表达。在这个示例中，充电电流以安培(A)或毫安(mA)来不同地表达，或者充电简档104被定义为用于充电的C率(C-rate)序列。C率是指示基于电池的容量的、用于电池的充电和放电的电流的比率的电池的电流特性，并且使用“C”的单位。例如，当电池具有1000毫安小时(mAh)(即1小时要使用的电流量)的容量时，并且当用于充电和放电电流为1A时，C率由“1C＝1A/1,000mAh”表示。
电池充电装置生成反映电池105的劣化水平的充电简档104。例如，电池105的劣化因子被应用于被用来估计电池105的初始状态的电化学模型，以获取充电限制条件或生成充电简档。电池105的劣化因子是指示电池105的劣化水平的因子，并且包括阳极表面电阻、阴极表面电阻、阳极活性材料中的还原以及阴极活性材料中的还原的任何一种或任何组合。
电池充电装置估计电池105的健康状态(SOH)，基于估计的SOH获取电池105的劣化因子，并将所获取的劣化因子应用于电化学模型。SOH是定量地表示由于老化效应(例如，劣化现象)而导致的电池105的寿命特性的改变的参数，并且指示电池105的寿命或容量降低的程度。采用估计或测量SOH的各种方案。在示例中，在反映电池105的劣化水平时电化学模型的参数被修改。
电池105的劣化水平反映在用于不仅优化电化学模型而且还优化充电电流102和充电限制条件103的函数或变量、以及用于优化充电限制条件103的函数或变量中的一个中。在示例中，电池充电装置获取反映电池105的劣化水平的充电限制条件103，并且基于反映电池105的劣化水平的充电限制条件103来生成充电简档104。例如，当反映电池105的劣化水平时，修改充电简档。电池充电装置获取充电限制条件103，以在期望的充电时间101期间对电池105进行充电，同时防止电池105的劣化，并且生成反映电池105的劣化水平的充电简档104。因此，电池充电装置基于电池105的劣化水平生成充电简档104，以防止电池105的劣化并在期望的充电时间101内完成电池105的充电。充电简档的示例将在下面参考图7A至图7D和图8进一步描述。
图3示出了生成最大可允许电流的操作的示例。
在示例中，电池充电装置生成最大可允许电流，并且基于最大可允许电流生成充电简档的充电电流。例如，电池充电装置生成充电电流，使得不超过最大可允许电流。
在示例中，电池充电装置使用电化学模型来估计电池的内部状态。当电池被充电直到电池的当前SOC达到阈值SOC时，电池充电装置生成允许估计的内部状态达到极限状态的最大可允许电流。例如，当电池被充电达到阈值SOC时，电池充电装置计算允许电池的阴极过电势、阳极过电势、阴极锂离子浓度或阳极锂离子浓度达到极限值的最大可允许电流。参考图3，在示例中，当电池被充电直到电池的SOC达到30％SOC 301时，电池充电装置计算与允许阳极过电势达到0.01V的阳极过电势302的1.8C相对应的5.94A的电流303作为最大可允许电流。电池充电装置基于电池的劣化水平计算最大可允许电流。例如，基于电池的劣化水平来调整SOC和极限状态，并且电池充电装置使用应用电池的劣化因子的电化学模型来估计电池的状态，并且基于估计的状态生成最大可允许电流。
电池充电装置基于最大可允许电流和期望的充电时间，确定在期望的充电时间内对电池进行充电是否可能。当确定充电可能时，电池充电装置生成用于对电池进行充电的充电简档。
图4A和图4B示出了基于充电限制条件生成充电电流的操作和生成充电简档的操作的示例。
电池充电装置基于期望的充电容量和期望的充电时间生成平均充电电流。例如，电池充电装置估计电池的当前SOC，并且基于估计的当前SOC和通过完成充电(例如，指示完全荷电状态的100％)的SOC来计算期望的充电容量。电池充电装置使用下面所示的等式1生成平均充电电流。
[等式1]
平均充电电流(A)＝期望的充电容量(Ah)/期望的充电时间(h)
电池充电装置基于平均充电电流生成充电步阶的数量和充电步阶中的每个的充电电流。参考图4A，电池充电装置基于针对每个平均充电电流或每个平均充电电流的电流范围的查找表，生成充电步阶的数量和充电步阶的充电电流。在示例中，电池充电装置使用电池的SOH来生成充电步阶的数量和充电步阶的充电电流。
当生成的平均充电电流在2.0A至2.3A的范围内时并且当估计的SOH对应于SOH#1时，电池充电装置从查找表生成充电电流401。参考图4A，在查找表中定义平均充电电流和与SOH对应的充电步阶中的每个的充电电流，并且电池充电装置基于平均充电电流和阈值SOH生成充电电流。取决于设计意图，在针对每个平均充电电流形成的查找表的示例中使用各种方案。
电池充电装置基于充电电流401来获取充电限制条件402。充电限制条件402基于基于电化学模型估计的电池的内部状态来定义，并且通过调整如上所述的最大充电时间和内部状态条件的任何一个或任意组合来优化。而且，劣化因子被应用于电化学模型。
参考图4B，电池充电装置基于所获取的充电限制条件402来生成充电简档。电池充电装置基于电化学模型估计应用充电电流401的电池的充电步阶中的每个的至少一个内部状态。电池充电装置基于估计的内部状态是否达到针对充电限制条件402中的充电步阶中的每个的至少一个内部状态条件，生成充电电流的充电时间。在图4B的充电简档中，在第一充电步阶中电池的充电时间达到最大充电时间或者电池的内部状态达到内部状态条件中的一个的时间点处，以第一充电电流对电池充电的第一充电步阶改变为第二充电步阶。
图5A和图5B示出优化充电限制条件的操作的示例。
电池充电装置基于电池的电化学模型和劣化条件优化初始化的充电限制条件。如上所述，电池充电装置生成充电步阶的充电电流以对电池充电，并且基于生成的充电电流来初始化充电限制条件。例如，电池充电装置从对应于SOH和平均电流的查找表中获取充电限制条件。
电池充电装置基于劣化条件和电化学模型，优化初始化的充电限制条件，以在期望的充电时间期间对电池充电，同时防止电池的劣化。如上所述，劣化条件是当电池的内部状态达到诸如例如基于电化学模型定义的理论值或实验值的条件时导致电池的劣化的条件。
电池充电装置基于电化学模型，估计应用充电电流的电池的充电步阶中的每个的至少一个内部状态。在示例中，电池充电装置基于估计的内部状态来调整初始化的充电限制条件中的最大充电时间和内部状态条件中的任何一个或任何组合。在示例中，电池充电装置利用劣化条件来调整内部状态条件和最大充电时间中的任何一个或任何组合。
电池充电装置获取初始化的充电限制条件中的内部状态条件和与内部状态条件相对应的劣化条件。电池充电装置根据输入了初始化的内部状态条件与所获取的劣化条件之间的差的函数来生成函数值。例如，电池充电装置从最小阳极过电势与对应于最小阳极过电势的劣化条件之间的差获取其中生成第一函数值的第一函数，从最大阳极表面锂离子浓度与对应于最大阳极表面锂离子浓度的劣化条件之间的差获取其中生成第二函数值的第二函数，并获取与其他内部状态条件相对应的函数。电池充电装置从所获取的函数生成函数值。
参考图5A，函数被定义为使得函数值随着劣化条件和充电限制条件之间的差增加而减小。定义与内部状态条件相对应的函数，使得函数值随着内部状态条件与劣化条件之间的差增加而减小。参考图5B，用于优化充电限制条件的函数包括例如线性函数、互逆函数(reciprocal function)、指数函数和高斯函数以及反比例函数。用于优化充电限制条件的函数不限于图5B的以上函数，并且变化地适用。
电池充电装置基于电化学模型调整内部状态条件中的至少一个，使得在期望的充电时间期间对电池进行充电的条件下，与内部状态条件相对应的函数的函数值之和最小化。例如，电池充电装置调整充电限制条件中的最大充电时间中的至少一个，使得在期望的充电时间期间对电池充电的情况下电池的劣化最小化。电池充电装置基于电池的劣化水平，调整充电限制条件中的内部状态条件和最大充电时间中的任何一个或任何组合。基于电池的SOH设置上述劣化条件和初始化的充电限制条件中的至少一个，并且电池充电装置使用应用基于SOH的劣化因子的电化学模型来优化充电限制条件。电池充电装置通过重复调整充电限制条件中的内部状态条件和最大充电时间中的任何一个或任何组合来优化充电限制条件。
图6示出了优化充电限制条件的操作的另一示例。
电池充电装置基于充电简档估计充电时间。电池充电装置基于上述函数值的和以及估计的充电时间与期望的充电时间的比较结果来重复调整充电限制条件，并且优化充电限制条件。
参考图6，在示例中，电池充电装置调整充电限制条件601中的内部状态条件611，并且基于达到内部状态条件611的充电时间612生成充电简档602。在示例中，电池充电装置调整充电限制条件603中的内部状态条件613，并且基于达到内部状态条件613的充电时间614生成充电简档604。在示例中，电池充电装置调整充电限制条件605中的内部状态条件615，并且基于达到内部状态条件615的充电时间616生成充电简档606。在示例中，电池充电装置在优化充电限制条件的处理中导出充电简档602、604和606，并基于与充电简档602、604和606中的每个相对应的充电时间和函数值的和来优化充电限制条件。例如，电池充电装置将与充电时间为65分钟且函数值的和为2.0126的充电简档604所对应的充电限制条件603确定为优化充电限制条件。
电池充电装置从优化的充电限制条件生成充电简档，并且基于生成的充电简档对电池充电。电池充电装置在对电池充电的同时估计电池的状态，将估计的状态与优化的充电限制条件进行比较，并生成充电简档。
图7A至图7D示出了生成反映电池的劣化的充电简档的操作的示例。
电池充电装置基于充电限制条件和电池的劣化水平来生成充电简档。参考图7A至图7C，电池充电装置生成与充电限制条件701相对应的第二充电简档702、第200充电简档703和第500充电简档704。尽管使用相同的充电限制条件(即充电限制条件701)，但是基于电池充电的次数来生成不同的充电简档，即，第二充电简档702至第500充电简档704。电池充电装置基于充电限制条件701生成第二充电简档702，基于充电限制条件701生成第200充电简档703，并且基于充电限制条件701生成第500充电简档704。参考图7D，基于电池充电的次数来生成不同的充电简档705。当电池充电的次数增加时，电池的劣化水平增加。电池的劣化水平例如由SOH表达。电池充电装置从应用劣化因子的电化学模型来估计电池的状态，并且基于电池充电的次数从估计的状态和充电限制条件701生成不同充电简档705。
尽管如上所述基于电池的劣化水平(例如，电池充电的次数)来生成与充电限制条件相对应的不同的充电简档，但是电池充电装置基于电池的劣化水平定义不同的充电限制条件，使用应用电池的劣化因子的电化学模型来优化与劣化水平相对应的充电限制条件，并且从优化的充电限制条件生成充电简档。
图8示出了生成充电简档的操作的示例。
电池充电装置估计充电步阶中电池的内部状态。电池充电装置基于估计的内部状态是否达到充电步阶的内部状态条件中的一个来生成充电步阶中的充电电流的充电时间。
参考图8，电池充电装置确定应用第一充电步阶的第一充电电流801的电池的第一内部状态是否在第一充电步阶的第一最大充电时间内达到第一充电步阶的第一内部状态条件。
在示例中，当第一内部状态达到第一内部状态条件时，电池充电装置基于作为第一内部状态达到第一内部状条件的时间的时间点802，确定第一充电电流801的第一充电时间。电池充电装置生成充电简档，使得在时间点802之后第二充电步阶的第二充电电流803应用到电池。
在另一示例中，当第一内部状态未达到第一内部状态条件时，电池充电装置基于第一充电电流801的充电时间达到第一最大充电时间的时间点804来确定第一充电电流801的第一充电时间。电池充电装置生成充电简档，使得在时间点804之后第二充电步阶的第二充电电流805应用到电池。此外，电池充电装置基于从电化学模型估计的电池的状态生成用于每个充电步阶的充电时间，并基于所生成的充电时间生成充电简档。
电池充电装置基于生成的充电简档对电池充电，在对电池进行充电期间估计电池的状态，将估计的状态和与充电简档对应的充电限制条件进行比较，并且调整充电简档。电池充电装置从电化学模型估计应用当前充电步阶的当前充电电流的电池的当前内部状态。电池充电装置基于估计的当前内部状态是否达到当前充电步阶的内部状态条件，在最大充电时间期间将当前充电电流应用到电池，或者将当前充电电流的下一个充电电流应用到电池。
电池充电装置基于期望的充电时间和电池的电化学模型来获取充电限制条件，并且基于所获取的充电限制条件对电池充电。电池充电装置估计电池的状态并基于估计的状态和充电限制条件对电池充电。在电池充电期间，生成充电简档。
图9是示出电池充电方法的另一示例的图。图9中的操作可以按照所示的顺序和方式执行，尽管在不脱离所描述的说明性示例的精神和范围的情况下，可以改变一些操作的次序或省略一些操作。图9中所示的许多操作可以并行或同时执行。图9的一个或多个块以及块的组合可以由执行指定功能的基于专用硬件的计算机或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。除了以下图9的描述之外。图1-图8的描述也适用于图9，并且通过参考合并于此。因此，以上描述在此可不再重复。
参考图9，在操作901中电池连接到充电器，并且在操作902中电池充电装置在预设条件下应用充电电流。所应用的充电电流例如是估计电池的状态的电流。在操作903中，电池充电装置估计或测量电池的电流、电压和温度。为了估计或测量电池的电流、电压和温度，使用各种方案。在操作904中，电池充电装置估计电池的SOC、SOH和内部状态，并且在操作905中计算最大可允许电流。例如，可以利用电化学模型来估计电池的SOC、SOH和内部状态。上述用于估计电池的SOC、SOH和内部状态的描述适用于操作905，因此在此不再重复。
在操作906中，电池充电装置确定是否输入了期望的充电时间。在操作907中，电池充电装置确定在输入充电时间内的充电是否可能。例如，在操作922中，基于确定结果，电池充电装置响应于默认模式的设置而对电池充电。在示例中，默认模式是在输入充电时间内的充电不可能的操作模式，并且包括例如慢速充电模式。
在操作908中，电池充电装置计算平均充电电流。在操作909中，电池充电装置确定充电步阶的数量和用于充电步阶中的每个的充电电流。在操作910中，电池充电装置初始化充电限制条件。在操作911中，电池充电装置导出与充电步阶中的每个的充电限制条件和充电时间相对应的判定函数值。如上所述，判定函数值是用于优化充电限制条件的函数值。
在操作912中，电池充电装置确定充电限制条件的优化是否达到用于结束充电限制条件的优化的条件。当充电限制条件的优化未达到用于结束充电限制条件的优化的条件时，在操作913中，电池充电装置修改充电限制条件。例如，电池充电装置基于调整充电限制条件中的值的次数、函数值的改变量、函数值的大小和调整的值的数量中的任何一个或任何合来确定充电限制条件的优化是否结束。在这个示例中，确定优化是否结束的标准取决于设计意图而进行各种修改。
在操作914中，电池充电装置完成充电限制条件的优化。在操作915中，电池充电装置基于第一充电步阶执行充电操作。在操作916中，电池充电装置基于当前充电步阶以恒定电流对电池充电。在操作917中，电池充电装置测量或估计电池的电流、电压、温度和内部状态。在操作918中，电池充电装置确定内部状态是否达到充电限制条件，并且在操作919中基于确定结果更新充电步阶的索引。电池充电装置在操作920中确定当前充电步阶是否是最终充电步阶，并且在操作921中基于确定的结果完成电池的充电。
图10示出了充电简档和电池的内部状态的示例。
参考图10，电池充电装置基于上述方法使用充电简档对电池充电，并且基于电池的充电估计电池的内部状态。例如，电池充电装置估计电池的电压、过电势、SOC、阳极锂离子浓度和阴极锂离子浓度。电池充电装置基于估计的内部状态和充电限制条件来控制电池的充电。
图11示出了电池充电装置1101的操作的示例。
参考图11，电池充电装置1101控制车辆的电池1102的充电。电池充电装置1101使用估计器1103估计电池1102的状态，并使用BMS 1104控制电池1102的充电。电池充电装置1101使用显示器1105提供用于电池1102的充电的用户接口。例如，电池充电装置1101基于通过用户接口的输入来获取期望的充电时间。电池充电装置1101使用显示器1105显示与电池1102的充电相关联的信息。
图12示出了电池充电装置1201的配置的示例。
参考图12，电池充电装置1201包括处理器1202和存储器1203。处理器1202可以包括图1至图11中描述的装置中的一个或多个，或者可以执行图1至图11中描述的方法中的一个或多个。存储器1203存储实施电池充电方法的程序。存储器1203例如是易失性存储器或非易失性存储器。以下提供关于处理器1202和存储器1203的进一步细节。
处理器1202执行程序并控制电池充电装置1201。由处理器1202执行的程序的代码存储在存储器1203中。电池充电装置1201可以通过输入/输出(I/O)设备(未示出)连接到外部设备，例如，个人计算机(PC)或网络，并可交换数据。当在电池充电期间使用如上所述生成的充电简档时，在期望的充电时间内对电池充电。当基于上述充电简档对电池充电时，通过防止由于电池的快速充电引起的电池劣化，提高了电池的寿命特性。
图11和图12中所示的、执行本文关于图2和图9描述的操作的电池充电装置1101和1201以及其它装置、单元、模块、设备、组件由硬件组件实现。在适当情况下可用于执行本申请中描述的操作的硬件组件的示例包括控制器、传感器、发生器、驱动器、存储器、比较器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器以及配置为执行本申请中描述的操作的任何其他电子组件。在其他示例中，执行本申请中描述的操作的硬件组件中的一个或多个通过计算硬件例如通过一个或多个处理器或计算机来实现。处理器或计算机可以通过一个或多个处理元件来实现，所示处理元件诸如逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或被配置为以定义的方式响应并执行指令以实现期望的结果的任何其他设备或设备的组合。在一个示例中，处理器或计算机包括或连接到存储由处理器或计算机执行的指令或软件的一个或多个存储器。由处理器或计算机实现的硬件组件可以执行指令或软件，诸如操作系统(OS)和在OS上运行的一个或多个软件应用，以执行本申请中描述的操作。响应于指令或软件的执行，硬件组件还可以访问、操纵、处理、创建和存储数据。为了简单起见，在本申请中描述的示例的描述中可以使用单数术语“处理器”或“计算机”，但是在其他示例中可以使用多个处理器或计算机，或者处理器或计算机可以包括多个处理元件、或多种类型的处理元件或两者。例如，单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件可以由单个处理器、或者两个或更多个处理器、或者处理器和控制器来实现。一个或多个硬件组件可以由一个或多个处理器、或处理器和控制器来实现，并且一个或多个其他硬件组件可以由一个或多个其他处理器、或另一处理器和另一控制器来实现。一个或多个处理器、或者处理器和控制器可以实现单个硬件组件、或两个或更多个硬件组件。硬件组件可以具有不同的处理配置中的任何一个或多个，其示例包括单处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理和多指令多数据(MIMD)多处理。
图2和图9中所示的、执行本申请中描述的操作的方法通过计算硬件例如通过如上所述实现的一个或多个处理器或计算机执行，所述处理器或计算机执行指令或软件以执行由本申请中描述的由所述方法执行的操作。例如，单个操作或者两个或更多个操作可以由单个处理器、或者两个或更多个处理器、或者处理器和控制器执行。一个或多个操作可以由一个或多个处理器、或者处理器和控制器执行，并且一个或多个其他操作可以由一个或多个其他处理器、或另一处理器和另一控制器执行。一个或多个处理器、或者处理器和控制器可以执行单个操作或者两个或更多个操作。
用于控制处理器或计算机实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件被编写为计算机程序、代码段、指令或其任何组合，用于单独地或共同地指示或配置处理器或计算机以作为机器或专用计算机来操作，以执行由如上所述的硬件组件执行的操作和方法。在示例中，指令或软件包括小应用程序、动态链接库(DLL)、中间件、固件、设备驱动程序、存储防止冲突的方法的应用程序中的至少一个。在一个示例中，指令或软件包括由处理器或计算机直接执行的机器代码，诸如由编译器产生的机器代码。在另一示例中，指令或软件包括由处理器或计算机使用解释器执行的更高级代码。本领域的普通技术编程人员可以基于附图中示出的框图和流程图以及说明书中的对应描述来容易地编写指令或软件，所述描述公开了用于执行如上所述的由硬件组件执行的操作和方法的算法。
用于控制计算硬件(例如，一个或多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构可以记录、存储或固定在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质中或其上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取可编程只读存储器(PROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪存、非易失性存储器、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、蓝光或光盘存储装置、硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、诸如微型多媒体卡或卡(例如，安全数字(SD)或极限数字(XD))的卡型存储器、磁带、软盘、磁光数据存储设备、光学数据存储设备、硬盘、固态盘以及任何其他设备，所述其他设备被配置为以非暂时性方式存储指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构，并且将指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供到处理器或计算机，使得处理器或计算机可以执行指令。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储设备、光学数据存储设备、硬盘、固态盘以及任何其他设备，所述其他设备被配置为以非暂时性方式存储指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构，并且将指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供到一个或多个处理器或计算机，使得一个或多个处理器或计算机可以执行指令。在一个示例中，指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构被分布在网络耦合的计算机系统上，使得指令和软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构由一个或多个处理器或计算机以分布式方式存储、访问和执行。
尽管本公开包括具体示例，但在理解本申请的公开内容后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可以在这些示例中进行形式和细节上的各种改变。这里描述的示例仅被认为是描述性意义的，而不是为了限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述被认为适用于其他示例中的类似特征或方面。如果所描述的技术以不同的次序执行和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同的方式组合，和/或被其他组件或它们的等同物替换或补充，则可以实现合适的结果。因此，本公开的范围不由详细描述限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变化都被解释为包括在本公开中。

Claims (27)

1.一种电池充电方法，包括：
接收电池的期望的充电时间；
基于期望的充电时间生成用于对电池充电的各个充电步阶的充电电流；
基于所述期望的充电时间和电池的电化学模型来获取充电限制条件，所述充电限制条件包括用于所述充电步阶中的每个的内部状态条件或最大充电时间中的至少一个；以及
基于充电限制条件生成充电简档，所述充电简档包括充电电流和各个充电电流的充电时间。
2.根据权利要求1所述的电池充电方法，其中，所述充电限制条件包括防止所述电池在充电期间劣化的条件。
3.根据权利要求1所述的电池充电方法，其中，所述内部状态条件包括基于所述电化学模型的对所述电池的劣化具有影响的至少一个内部状态。
4.根据权利要求1所述的电池充电方法，其中，所述内部状态条件包括阳极过电势条件、阴极过电势条件、阳极表面锂离子浓度条件、阴极表面锂离子浓度条件、电池单元电压条件和荷电状态(SOC)条件中的任何一个或任何组合。
5.根据权利要求1所述的电池充电方法，其中，所述获取充电限制条件包括：
基于充电电流初始化充电限制条件；以及
基于所述电化学模型和电池的劣化条件，优化初始化的充电限制条件以在所述期望的充电时间期间对电池充电并且防止电池的劣化；以及
劣化条件是当电池的内部状态达到劣化条件时引起电池的劣化的条件。
6.根据权利要求5所述的电池充电方法，其中，所述优化初始化的充电限制条件包括：
基于所述电化学模型来估计用于应用充电电流的电池的充电步阶中的每个的至少一个内部状态；以及
基于估计的内部状态来调整初始化的充电限制条件中的最大充电时间和内部状态条件中的任何一个或任何组合。
7.根据权利要求5所述的电池充电方法，其中，所述优化充电限制条件包括：
获取初始化的充电限制条件中的内部状态条件以及与内部状态条件相对应的劣化条件；
从输入了内部状态条件与劣化条件之间的差的函数来生成函数值；以及
基于所述函数值的和和电化学模型来调整内部状态条件中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的电池充电方法，其中，
函数被定义为使得函数值响应于内部状态条件与劣化条件之间的差的增加而减小，并且
调整内部状态条件中的至少一个包括基于电化学模型调整内部状态条件中的至少一个，以使期望的充电时间期间的和最小化。
9.根据权利要求5所述的电池充电方法，其中，基于所述电池的健康状态(SOH)来设置所述劣化条件或初始化的充电限制条件中的至少一个。
10.根据权利要求1所述的电池充电方法，还包括将电池的劣化因子应用于电化学模型。
11.根据权利要求10所述的电池充电方法，其中，所述劣化因子包括阳极表面电阻、阴极表面电阻、阳极活性材料中的还原以及阴极活性材料中的还原中的任何一种或任何组合。
12.根据权利要求1所述的电池充电方法，还包括：
估计电池的健康状态(SOH)；
基于SOH获取电池的劣化因子；以及
将劣化因子应用于电化学模型。
13.根据权利要求1所述的电池充电方法，还包括：
估计电池的至少一个内部状态；以及
响应于电池被充电直到电池的当前SOC达到阈值SOC，生成允许估计的内部状态达到极限状态的最大可允许电流，
其中，充电电流不超过最大可允许电流。
14.根据权利要求13所述的电池充电方法，还包括：
基于最大可允许电流和期望的充电时间来确定对电池充电的时间是否小于期望的充电时间。
15.根据权利要求1所述的电池充电方法，其中，所述生成充电电流包括：
基于期望的充电时间和电池的期望的充电容量生成平均充电电流；以及
基于平均充电电流生成充电步阶的数量和充电步阶中的每个的充电电流。
16.根据权利要求15所述的电池充电方法，其中，生成充电电流和充电步阶的数量包括：基于所述平均充电电流和电池的SOH来生成所述充电电流和充电步阶的数量。
17.根据权利要求15所述的电池充电方法，其中，所述生成充电电流包括：基于与所述平均充电电流相对应的电流范围或查找表，生成所述充电步阶的数量和充电步阶中的每个的充电电流。
18.根据权利要求1所述的电池充电方法，其中，所述生成充电简档包括：
基于电化学模型来估计用于应用所述充电电流的电池的充电步阶中的每个的至少一个内部状态；以及
基于估计的内部状态是否达到充电限制条件中的用于充电步阶中的每个的至少一个内部状态条件，生成充电电流的充电时间。
19.根据权利要求18所述的电池充电方法，其中，生成充电时间包括：
确定应用第一充电步阶的第一充电电流的电池的第一内部状态是否在第一充电步阶的第一最大充电时间内达到第一充电步阶的第一内部状态条件；
响应于第一内部状态达到第一内部状态条件，基于第一内部状态达到第一内部状态条件的时间点确定第一充电电流的第一充电时间；
响应于第一内部状态未达到第一内部状态条件，基于第一最大充电时间确定第一充电电流的第一充电时间；以及
基于第一充电时间和在第一充电步阶之后的第二充电步阶的第二充电时间，生成充电电流的充电时间。
20.根据权利要求1所述的电池充电方法，还包括：
基于充电简档对电池充电，
其中，对电池充电包括：
估计应用当前充电步阶的当前充电电流的电池的当前内部状态；以及
基于估计的当前内部状态是否达到当前充电步阶的内部状态条件，将当前充电电流之后的充电电流应用到电池。
21.根据权利要求1所述的电池充电方法，其中，所述电池的期望的充电时间包括由用户输入的时间值、设备提供的时间、从数据库接收的时间值和从外部服务器接收的时间值中的任何一个或任何组合。
22.一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在由处理器执行时，使所述处理器执行根据权利要求1所述的电池充电方法。
23.一种电池充电方法，包括：
接收电池的期望的充电时间；
基于期望的充电时间生成用于对电池充电的充电步阶的充电电流；
基于期望的充电时间和电池的电化学模型获取充电限制条件，所述充电限制条件包括用于充电步阶中的每个的内部状态条件和最大充电时间；以及
基于充电限制条件和电池的内部状态对电池充电。
24.根据权利要求23所述的电池充电方法，其中，所述对电池充电包括：
通过向电池应用第一充电步阶的第一充电电流来对电池充电；
获取电池的电流、电压和温度；
基于获取的电流、获取的电压和获取的温度来估计电池的至少一个第一内部状态；
确定估计的第一内部状态是否达到第一充电步阶的第一内部状态条件；以及
基于确定的结果确定是否以在第一充电步阶之后的第二充电步阶的第二充电电流对电池充电。
25.根据权利要求24所述的电池充电方法，其中，所述对电池充电还包括：
确定通过向电池应用第一充电电流对电池充电使用的时间是否达到第一充电步阶的第一最大充电时间；以及
基于对电池充电使用的时间是否达到第一最大充电时间的确定来确定是否要用第二充电电流对电池充电。
26.一种电池充电装置，包括：
处理器，被配置为：接收电池的期望的充电时间；基于期望的充电时间生成用于对电池充电的各个充电步阶的充电电流；基于期望的充电时间和电池的电化学模型获取充电限制条件，所述充电限制条件包括用于所述充电步阶中的每个的内部状态条件或最大充电时间中的至少一个；并且基于所述充电限制条件生成充电简档，所述充电简档包括所述充电电流和各个充电电流的充电时间。
27.一种电池充电装置，包括：
处理器，被配置为：接收电池的期望的充电时间；基于期望的充电时间生成用于对电池充电的充电步阶的充电电流；基于期望的充电时间和电池的电化学模型获取充电限制条件，所述充电限制条件包括用于所述充电步阶中的每个的内部状态条件和最大充电时间；以及基于所述充电限制条件和电池的内部状态对电池充电。
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