CN112186833A - 一种可变幅度与频率的锂离子脉冲充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可变幅度与频率的锂离子脉冲充电方法：无线充电间接收端在电池上采集电池信息发送到无线充电发射端，所述无线充电发射端根据接收到的电池信息，判断电池的不同充电阶段，通过幅度、频率生成装置，控制发射端线圈发射的能量，从而在无线充电接收端的输出产生不同幅度、不同频率的电流给电池充电。本发明实时采集电池信息，根据电压电流调整充电脉冲；采用可变幅度的脉冲充电方法，保证了较高的充电效率。后期提高了对电池的保护、提高了响应能力。在恒流充电末端增加几个深度脉冲，延长恒流充电时间，使得进入脉冲阶段时电池具有更高的电压。在脉冲底部检测电池信息，数据更加精确。

Description

一种可变幅度与频率的锂离子脉冲充电方法
技术领域
本发明属于无线充电领域，涉及一种锂离子脉冲充电方法，特别涉及一种可变幅度与频率的锂离子脉冲充电方法。
背景技术
锂离子电池目前在各个领域中的应用越来越广泛。这得益于锂离子电池的诸多优势，如稳定的放电电压、较广泛的工作温度范围、较低的自放电率，以及没有记忆效应等。然而，锂离子电池仍存在着充电耗时长、电能损耗大、易极化严重等缺点，电池的性能损耗也比较大。
锂离子电池常见的充电方式有：恒压充电、恒流充电、恒流恒压充电、脉冲充电等。恒压充电操作简单方便，但在恒定电压下，电流不断减小，充电速率也随之降低，因此所需的充电时间长。恒流充电方式，其电流在充电后期会超过最大可充电电流，因此无法充满电池。结合以上两种方式的恒流恒压充电是目前最广泛采用的充电方式，即充电分为恒流和恒压两个阶段，它的充电时间比恒压充电更少，但充电效率仍不够高，同时还有其他一些弊端。
脉冲充电应用在锂电池上是一种新型充电方法，与普通恒流恒压充电相比，脉冲充电采用间歇式停止充电方式（甚至反向放电方式），可以减小或消除极化电压，抑制锂枝晶生长，并在更小温升的条件下具有更高的充电效率。但常规的脉冲充电如果应用于无线充电中，则存在以下缺点：脉冲充电前期采用恒流充电，但恒流充电无法充满电池，实际上提前进入了脉冲阶段。脉冲充电采用固定频率，充电过程中容易出现电池电压过高，或高电流周期不足，从而充电速率不高的问题。脉冲充电采用固定幅度，在充电后期会超过最大可充电电流，影响电池寿命，容易过充。同时，无线充电的输出会在一定范围内波动，固定幅度无法进行相应调整，对于无线充电来说，可能导致充电异常甚至电池损坏。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
脉冲充电如果应用于无线充电中，则存在提前进入了脉冲阶段、充电速率不高、容易过充和导致充电异常甚至电池损坏等问题。
2、技术方案：
为解决以上问题，本发明提供一种可变幅度与频率的锂离子脉冲充电方法：无线充电间接收端在电池上采集电池信息发送到无线充电发射端，所述无线充电发射端根据接收到的电池信息，判断电池的不同充电阶段，通过幅度、频率生成装置，控制发射端线圈发射的能量，从而在无线充电接收端的输出产生不同幅度、不同频率的电流给电池充电。
当无线充电发射端根据接收到的电池信息判断为恒流充电接阶段的充电末端时，通过幅度、频率生成装置，控制发射端线圈发射的能量，使无线充电接收端用深度固定脉冲充电给电池充电。
所述深度固定脉冲的次数为1~5次。
当无线充电发射端根据接收到的电池信息判断为进入脉冲阶段时，通过幅度、频率生成装置，控制发射端线圈发射的能量使无线充电接收端对电池在在脉冲充电前期使用较高的电流，较小的幅度变化，在脉冲充电后期使用较小的电流，较小的幅度变化。
在脉冲充电阶段脉冲电流的最高值和最小值均随着电池电压的增大而梯度减小，幅度为满脉冲幅度的15-25%。。
在脉冲充电前期采用低频脉冲，在脉冲后期采用高频脉冲。
所述低频脉冲的周期为55-60秒，所述高频脉冲的周期为100毫秒。
3、有益效果：
本发明实时采集电池信息，根据电压电流调整充电脉冲；采用可变幅度的脉冲充电方法，前期用较高的电流，较小的幅度变化，保证了较高的充电效率。后期用较小的电流，较小的幅度变化，提高了对电池的保护。采用可变频率的脉冲充电方法，前期采用低频脉冲，增加大电流充电时间。后期采用高频脉冲，提高了响应能力。在恒流充电末端增加几个深度脉冲，延长恒流充电时间，使得进入脉冲阶段时电池具有更高的电压。在脉冲底部检测电池信息，数据更加精确。
附图说明
图1为本发明充电的原理框图。
图2为本发明充电流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来对本发明进行详细说明。
如图1所示，种可变幅度与频率的锂离子脉冲充电方法：无线充电间接收端在电池上采集电池信息发送到无线充电发射端，所述无线充电发射端根据接收到的电池信息，判断电池的不同充电阶段，通过幅度、频率生成装置，控制发射端线圈发射的能量，从而在无线充电接收端的输出产生不同幅度、不同频率的电流给电池充电。
实施例1
如图2所示，充电开始，首先是恒流充电，这个阶段以最大可充电电流充电，以尽快将电池能量提升上来，当无线充电发射端根据接收到的电池信息判断为进入脉冲阶段时，实时对电池信息采集，根据电池信息，通过幅度、频率生成装置，控制发射端线圈发射的能量使无线充电接收端对电池在电流随着电池电压的增大而减小，脉冲充电前期使用较高的电流，较小的幅度变化，在脉冲充电后期使用较小的电流，较小的幅度变化。这样可以保证较高的充电速率。在充电后期使用较小的电流，较小的幅度变化，所述幅度为幅满脉冲幅度的15-25%，，从而提高了对电池的保护，最后当电池判断充满后，结束充电或进入补电流程。
实施例2
在实施例1中，恒流充电阶段采用次数为1~5次的深度固定脉冲，能够消除极化电压，延长恒流充电阶段，从而提高总体充电速率。
实施例3
在实施例1中，在脉冲充电阶段，在脉冲充电阶段前期采用低频脉冲，在脉冲充电后期采用高频脉冲。所述低频脉冲的周期为55-60秒，所述高频脉冲的周期为100毫秒。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (7)

1.一种可变幅度与频率的锂离子脉冲充电方法：其特征在于：无线充电间接收端在电池上采集电池信息发送到无线充电发射端，所述无线充电发射端根据接收到的电池信息，判断电池的不同充电阶段，通过幅度、频率生成装置，控制发射端线圈发射的能量，从而在无线充电接收端的输出产生不同幅度、不同频率的电流给电池充电。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：当无线充电发射端根据接收到的电池信息判断为恒流充电接阶段的充电末端时，通过幅度、频率生成装置，控制发射端线圈发射的能量，使无线充电接收端用深度固定脉冲充电给电池充电。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述深度固定脉冲的次数为1~5次。
4.如权利要求1-3任一权利要求所述的方法，其特征在于：当无线充电发射端根据接收到的电池信息判断为进入脉冲阶段时，通过幅度、频率生成装置，控制发射端线圈发射的能量使无线充电接收端对电池在在脉冲充电前期使用较高的电流，较小的幅度变化，在脉冲充电后期使用较小的电流，较小的幅度变化。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：在脉冲充电阶段脉冲电流的最高值和最小值均随着电池电压的增大而梯度减小，幅度为满脉冲幅度的15-25%。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：在脉冲充电阶段前期采用低频脉冲，在脉冲充电阶段后期采用高频脉冲。
7.如权利要求6所说的方法，其特征在于：所述低频脉冲的周期为55-60秒，所述高频脉冲的周期为100毫秒。
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