CN109921118A - 一种电池充电电流控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池充电电流控制方法及系统，包括：对电池进行充电，在预设充电时间周期后获取电池当前的充电电流值；根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值；根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，并根据调整后的控制参数对应的拟合曲线确定调整的充电电流，以按照预设的电流调整时间周期对电池的充电电流进行调整，直至电池当前的充电电流值达到最小充电电流阈值；获取电池的第二单体电压值；根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。本发明通过对充电电流进行控制使得电池在充电末期以0.1C充电电流进行充电，能够保证电池充入更多的电量，实现了高效地对电池进行充电。

Description

一种电池充电电流控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电池充电技术领域，并且更具体地，涉及一种电池充电电流控制方法及系统。
背景技术
充电电池的充电问题一直是人们关心的焦点，充电作为电池补充能量的唯一手段，充电方式的好坏对电池的性能有重要影响，不恰当的充电方式很容易造成电池性能的大幅下降以及电池寿命的减少。
充电电池推荐的充电方法有多种多样，不同的充电方法对充电器的线路有不同的要求。电池充电方式大多分为三种：恒流充电、恒压充电或者涓流充电。在恒压充电模式下，整个充电过程中充电时间长，并且在电流调整阶段充电电流变化不平缓，不能保证电池充入更多的能量。
因此，需要一种充电电流控制方法，对电池的充电电流进行控制，以实现高效地进行充电。
发明内容
本发明提出了一种电池充电电流控制方法及系统，以解决如何高效地进行充电的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种电池充电电流控制方法，其特征在于，所述方法包括：
对电池进行充电，在预设充电时间周期后获取电池当前的充电电流值；
根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值；
根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，并根据调整后的控制参数对应的拟合曲线确定调整的充电电流，以按照预设的电流调整时间周期对电池的充电电流进行调整，直至电池当前的充电电流值达到最小充电电流阈值；
获取电池的第二单体电压值；
根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。
优选地，其中所述根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值，包括：
对电池当前的充电电流值进行判断，并当电池当前的充电电流值大于预设的最小充电电流阈值时，根据当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值。
优选地，其中所述根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，包括：
对所述第一单体电压值进行判断，并当所述第一单体电压值大于预设的电流调节电压阈值时，根据当前的充电电流值的倍率调整预设的拟合曲线的控制参数。
优选地，其中所述根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电，包括：
对所述第二单体电压值进行判断，当所述第二单体电压值大于预设的充电结束电压阈值时，确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。
优选地，其中预设的最小充电电流阈值为0.1C；预设的电流调节电压阈值小于预设的充电结束电压阈值；预设的电流调整时间周期为10s。
优选地，其中根据电池倍率为1C恒流后的恒压充电特性，获取电池恒压充电时的充电电流数据，根据所述充电电流数据使用最小二乘法进行拟合以确定预设的拟合曲线。
根据本发明的另一个方面，提供了一种电池充电电流控制系统，其特征在于，所述系统包括：
充电电流值获取单元，用于对电池进行充电，在预设充电时间周期后获取电池当前的充电电流值；
第一单体电压值获取单元，用于根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值；
充电电流调整单元，用于根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，并根据调整后的控制参数对应的拟合曲线确定调整的充电电流，以按照预设的电流调整时间周期对电池的充电电流进行调整，直至电池当前的充电电流值达到最小充电电流阈值；
第二单体电压值获取单元，用于获取电池的第二单体电压值；
充电末期确定单元，用于根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。
优选地，其中所述第一单体电压值获取单元，根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值，包括：
对电池当前的充电电流值进行判断，并当电池当前的充电电流值大于预设的最小充电电流阈值时，根据当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值。
优选地，其中所述充电电流调整单元，根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，包括：
对所述第一单体电压值进行判断，并当所述第一单体电压值大于预设的电流调节电压阈值时，根据当前的充电电流值的倍率调整预设的拟合曲线的控制参数。
优选地，其中所述充电末期确定单元，根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电，包括：
对所述第二单体电压值进行判断，当所述第二单体电压值大于预设的充电结束电压阈值时，确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。
第二单体电压值获取单元优选地，其中预设的最小充电电流阈值为0.1C；预设的电流调节电压阈值小于预设的充电结束电压阈值；预设的电流调整时间周期为10s。
优选地，其中根据电池倍率为1C恒流后的恒压充电特性，获取电池恒压充电时的充电电流数据，根据所述充电电流数据使用最小二乘法进行拟合以确定预设的拟合曲线。
本发明提供了一种电池充电电流控制方法及系统，包括：对电池进行充电，在预设充电时间周期后获取电池当前的充电电流值；根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值；根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，并根据调整后的控制参数对应的拟合曲线确定调整的充电电流，以按照预设的电流调整时间周期对电池的充电电流进行调整，直至电池当前的充电电流值达到最小充电电流阈值；获取电池的第二单体电压值；根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。本发明的技术方案通过设定多个判断阈值来判断是否进入电流调整阶段，根据电池的恒压充电特性，拟合出电池恒压充电电流的变化曲线作为预设的充电曲线，并根据当前的充电电流值的倍率调整预设的充电曲线的控制参数，以使得电池在电流调整阶段的充电电流变化平缓，充电末期以0.1C充电电流进行充电，来保证电池充入更多的电量，并且整个充电过程时间短，实现了高效地对电池进行充电。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的电池充电电流控制方法100的流程图；
图2为根据本发明实施方式的充电曲线的示意图；
图3为根据本发明实施方式的对电池的充电电流进行控制的方法300的流程图；以及
图4为根据本发明实施方式的电池充电电流控制系统400的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的电池充电电流控制方法100的流程图。如图1所示，本发明的实施方式提供的电池充电电流控制方法通过设定多个判断阈值来判断是否进入电流调整阶段，根据电池的恒压充电特性，拟合出电池恒压充电电流的变化曲线作为预设的充电曲线，并根据当前的充电电流值的倍率调整预设的充电曲线的控制参数，以使得电池在电流调整阶段的充电电流变化平缓，充电末期以0.1C充电电流进行充电，来保证电池充入更多的电量，并且整个充电过程时间短，实现了高效地对电池进行充电。本发明的实施方式提供的电池充电电流控制方法100从步骤101处开始，在步骤101，对电池进行充电，在预设充电时间周期后获取电池当前的充电电流值。
优选地，其中预设的最小充电电流阈值为0.1C；预设的电流调节电压阈值小于预设的充电结束电压阈值；预设的电流调整时间周期为10s。
在步骤102，根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值。
优选地，其中所述根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值，包括：
对电池当前的充电电流值进行判断，并当电池当前的充电电流值大于预设的最小充电电流阈值时，根据当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值。
在本发明的实施方式中，设置预设充电周期为1小时，预设的最小充电电流阈值为0.1C。当在对电池充电1小时后，获取电池当前的充电电流值，并判断当前的充电电流值是否小于0.1C，以确定是否要对充电电流进行调整。其中，若当前的充电电流值大于0.1C，则表示需要对电池的充电电流进行调整，但是由于需要在电池的单体电压值达到预设的电流调节电压阈值时，才能进行电流调节。因此，首先获取电池当前的单体电压值作为第一单体电压值，然后再对所述第一单体电压值进行判断，以确定是否要进入电流调整阶段。若当前的充电电流值小于等于0.1C，则表示不需要对电池的充电电流进行调整，此时，电池已经进入或者即将进入充电末期。
其中，预设充电周期和预设的最小充电电流阈值均为自定义项，能够根据电池的充电特性和充电需求等设定，并不限于本发明的实施方式中所涉及的数据的大小。例如，当电池容量较小时，可以设置充电周期为半小时或者十分钟。
在步骤103，根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，并根据调整后的控制参数对应的拟合曲线确定调整的充电电流，以按照预设的电流调整时间周期对电池的充电电流进行调整，直至电池当前的充电电流值达到最小充电电流阈值。
优选地，其中所述根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，包括：
对所述第一单体电压值进行判断，并当所述第一单体电压值大于预设的电流调节电压阈值时，根据当前的充电电流值的倍率调整预设的拟合曲线的控制参数。
其中，根据电池倍率为1C恒流后的恒压充电特性，获取电池恒压充电时的充电电流数据，根据所述充电电流数据使用最小二乘法进行拟合以确定预设的拟合曲线。
在本发明的实施方式中，在确定需要对电池的充电电流进行调整时，根据电池当前的充电电流的大小按预设的充电曲线调节充电电流。
图2为根据本发明实施方式的充电曲线的示意图。如图2所示，根据电池1C恒流后的恒压充电特性，获取电池恒压充电时的充电电流数据，根据所述充电电流数据使用最小二乘法拟合得到充电电流的变化趋势的拟合曲线，横坐标为时间，间隔为10s,纵坐标为充电电流。
在本发明的实施方式中，用于描述充电电流变化趋势的拟合曲线可以用如下多项式表示：
Y＝P0*t3+P1*t2+P2*t+P3
其中，Y为充电电流；t为时间；P0,P1,P2和P3为控制参数。
例如，在对充电电流进行调整时，若电池当前的充电电流为0.7C，则在电流调整阶段，将当前预设的拟合曲线的参数统一乘以0.7，能够得到调整后的拟合曲线为：Y1＝(0.7P0)*t3+(0.7P1)*t2+(0.7P2)*t+(0.7P3)。然后，根据调整后的拟合曲线Y1确定充电电流曲线，按照充电电流曲线对充电电流进行调整。
在本发明的实施方式中，考虑到充电桩的响应时间，预设的电流调整时间周期为10S一次，按照充电电流曲线对充电电流进行调整，直至充电电流调整到最小充电电流0.1C，结束充电电流调整阶段。然后，根据电池当前的单体电压值判断电池是否进入了充电末期。
在步骤104，获取电池的第二单体电压值。
在步骤105，根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。
优选地，其中所述根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电，包括：
对所述第二单体电压值进行判断，当所述第二单体电压值大于预设的充电结束电压阈值时，确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。
当判断出电池的第二单体电压值大于预设的充电结束电压阈值(预设的电流调节电压阈值小于预设的充电结束电压阈值)时，可以确定电池进入了充电末期。由于在整个充电过程中大电流充电的时间长，电流调整阶段充电电流变化平缓，充电末期以0.1C充电电流进行充电，能保证电池充入更多的能量。
在本发明的实施方式中，所述方法还包括：当电池当前的充电电流值小于等于预设的最小充电电流阈值时，返回步骤104获取电池的第二单体电压值。
若电池当前的充电电流值小于等于预设的最小充电电流阈值，即电池当前的充电电流较小，则能够表示电池已经有足够的电量，不用进行充电电流调整，直接根据电池当前的充电电流值判断电池是否进入了充电末期。
在本发明的实施方式中，所述方法还包括：当所述电池的第一单体电压值小于等于预设的电流调节电压阈值时，返回步骤101对电池进行充电，在预设充电时间周期后获取电池当前的充电电流值。
若所述电池的第一单体电压值小于等于预设的电流调节电压阈值，则表示电池当前的电压还未达到充电电流调整阶段的电压要求，因此继续对电池进行充电。待电池当前的电压值大于预设的电流调节电压阈值，即电池当前的电压值满足充电电流调整阶段的电压要求时，进入充电电流调整阶段，并按照调整后的充电电流对电池进行充电。
在本发明的实施方式中，所述方法还包括：当所述电池的第二单体电压值小于等于预设的充电结束电压阈值时，返回步骤101对电池进行充电，在预设充电时间周期后获取电池当前的充电电流值。
图3为根据本发明实施方式的对电池的充电电流进行控制方法300的流程图。如图3所示，本发明的实施方式提供的对电池的充电电流进行控制的方法包括如下步骤：
步骤301，对电池进行充电，在预设充电时间周期后获取电池当前的充电电流值。
步骤302，判断电池当前的充电电流值是否大于预设的最小充电电流阈值0.1C；若是，则进入步骤303；反之，进入步骤306。
步骤303，当电池当前的充电电流值大于预设的最小充电电流阈值0.1C时，获取电池当前的单体电压值(即第一单体电压值)。
步骤304，判断电池当前的单体电压值是否大于预设的电流调节电压阈值，若是，则进入步骤305；反之，返回步骤301。其中，电流调节电压阈值根据电池特性和电池的使用电压范围确定。
步骤305，在电池当前的单体电压值大于预设的电流调节电压阈值时，根据当前的充电电流值的倍率调整预设的拟合曲线的控制参数，并根据调整后的控制参数对应的拟合曲线确定调整的充电电流，以按照预设的10s的电流调整时间周期对电池的充电电流进行调整，直至电池当前的充电电流值达到最小充电电流阈值0.1C。
步骤306，获取电池当前的单体电压值(即第二单体电压值)。
步骤307，判断电池当前的单体电压值是否大于预设的充电结束电压阈值；若是，则进入步骤308，反之，返回步骤301。其中，充电结束电压阈值大于电流调节电压阈值。
步骤308，当电池当前的单体电压值大于预设的充电结束电压阈值时，确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值0.1C进行充电，以保证电池能够充入更多的电量。
本发明的实施方式中所涉及的电池包括但不限于锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池、铅蓄电池和铁锂电池。
图4为根据本发明实施方式的电池充电电流控制系统400的结构示意图。如图4所示，本发明的实施方式提供的电池充电电流控制系统400，包括：充电电流值获取单元401、第一单体电压值获取单元402、充电电流调整单元403、第二单体电压值获取单元404和充电末期确定单元405。
优选地，所述充电电流值获取单元401，用于对电池进行充电，在预设充电时间周期后获取电池当前的充电电流值。
优选地，所述第一单体电压值获取单元402，用于根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值。
优选地，其中所述第一单体电压值获取单元402，根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值，包括：对电池当前的充电电流值进行判断，并当电池当前的充电电流值大于预设的最小充电电流阈值时，根据当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值。
优选地，所述充电电流调整单元403，用于根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，并根据调整后的控制参数对应的拟合曲线确定调整的充电电流，以按照预设的电流调整时间周期对电池的充电电流进行调整，直至电池当前的充电电流值达到最小充电电流阈值。
优选地，其中所述充电电流调整单元403，根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，包括：对所述第一单体电压值进行判断，并当所述第一单体电压值大于预设的电流调节电压阈值时，根据当前的充电电流值的倍率调整预设的拟合曲线的控制参数。
优选地，其中根据电池倍率为1C恒流后的恒压充电特性，获取电池恒压充电时的充电电流数据，根据所述充电电流数据使用最小二乘法进行拟合以确定预设的拟合曲线。
优选地，所述第二单体电压值获取单元404，用于获取电池的第二单体电压值。
优选地，所述充电末期确定单元405，用于根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。
优选地，其中所述充电末期确定单元405，根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电，包括：对所述第二单体电压值进行判断，当所述第二单体电压值大于预设的充电结束电压阈值时，确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。
优选地，其中预设的最小充电电流阈值为0.1C；预设的电流调节电压阈值小于预设的充电结束电压阈值；预设的电流调整时间周期为10s。
本发明的实施例的电池充电电流控制系统400与本发明的另一个实施例的电池充电电流控制方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (12)

1.一种电池充电电流控制方法，其特征在于，所述方法包括：
对电池进行充电，在预设充电时间周期后获取电池当前的充电电流值；
根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值；
根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，并根据调整后的控制参数对应的拟合曲线确定调整的充电电流，以按照预设的电流调整时间周期对电池的充电电流进行调整，直至电池当前的充电电流值达到最小充电电流阈值；
获取电池的第二单体电压值；
根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值，包括：
对电池当前的充电电流值进行判断，并当电池当前的充电电流值大于预设的最小充电电流阈值时，根据当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，包括：
对所述第一单体电压值进行判断，并当所述第一单体电压值大于预设的电流调节电压阈值时，根据当前的充电电流值的倍率调整预设的拟合曲线的控制参数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电，包括：
对所述第二单体电压值进行判断，当所述第二单体电压值大于预设的充电结束电压阈值时，确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预设的最小充电电流阈值为0.1C；预设的电流调节电压阈值小于预设的充电结束电压阈值；预设的电流调整时间周期为10s。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据电池倍率为1C恒流后的恒压充电特性，获取电池恒压充电时的充电电流数据，根据所述充电电流数据使用最小二乘法进行拟合以确定预设的拟合曲线。
7.一种电池充电电流控制系统，其特征在于，所述系统包括：
充电电流值获取单元，用于对电池进行充电，在预设充电时间周期后获取电池当前的充电电流值；
第一单体电压值获取单元，用于根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值；
充电电流调整单元，用于根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，并根据调整后的控制参数对应的拟合曲线确定调整的充电电流，以按照预设的电流调整时间周期对电池的充电电流进行调整，直至电池当前的充电电流值达到最小充电电流阈值；
第二单体电压值获取单元，用于获取电池的第二单体电压值；
充电末期确定单元，用于根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一单体电压值获取单元，根据所述当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值，包括：
对电池当前的充电电流值进行判断，并当电池当前的充电电流值大于预设的最小充电电流阈值时，根据当前的充电电流值获取电池的第一单体电压值。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述充电电流调整单元，根据所述第一单体电压值调整预设的拟合曲线的控制参数，包括：
对所述第一单体电压值进行判断，并当所述第一单体电压值大于预设的电流调节电压阈值时，根据当前的充电电流值的倍率调整预设的拟合曲线的控制参数。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述充电末期确定单元，根据所述第二单体电压值确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电，包括：
对所述第二单体电压值进行判断，当所述第二单体电压值大于预设的充电结束电压阈值时，确定电池进入充电末期，以最小充电电流阈值进行充电。
11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，预设的最小充电电流阈值为0.1C；预设的电流调节电压阈值小于预设的充电结束电压阈值；预设的电流调整时间周期为10s。
12.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，根据电池倍率为1C恒流后的恒压充电特性，获取电池恒压充电时的充电电流数据，根据所述充电电流数据使用最小二乘法进行拟合以确定预设的拟合曲线。
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