CN112201868A - 一种电池快充方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池快充方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：确定电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表；获取电池的实际荷电状态；根据电池的实际荷电状态和电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率；选用电池当前状态最大充电倍率对电池进行充电。本发明实施例提供的技术方案，在提高电池充电速度基础上，降低了电池的老化速度。

Description

一种电池快充方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池快充方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

电池在使用过程中，当电池的电量不足时，可以对其进行快速充电，从而恢复电池的电量，从而继续为待供电设备提供电源。

现有的快充方法，在对电池进行快速充电的过程中，由于充电倍率的选择不当，导致了电池的加速老化。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池快充方法、装置、设备及存储介质，在提高电池充电速度基础上，降低了电池的老化速度。

本发明实施例提供了一种电池快充方法，包括：

确定电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表；

获取电池的实际荷电状态；

根据电池的实际荷电状态和电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率；

选用电池当前状态最大充电倍率对电池进行充电。

本发明实施例还提供了一种电池快充装置，其特征在于，包括：

映射关系表确定模块，用于确定电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表；

实际荷电状态获取模块，用于获取电池的实际荷电状态；

当前状态最大充电倍率确定模块，用于根据电池的实际荷电状态和电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率；

充电模块，用于选用电池当前状态最大充电倍率对电池进行充电。

本发明实施例还提供了一种快充电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述技术方案任意所述的电池快充方法。

本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述技术方案任意所述的电池快充方法。

本实施例提供的技术方案中，对电池进行充电时选用的是电池当前状态最大充电倍率，在提高了电池充电效率的基础上，可以保证电池正极氧化反应速率不大于电池负极还原反应的速率，以锂电池为例进行介绍，锂离子电池在充电过程中，电池正极氧化反应速率不大于电池负极还原反应的速率，即锂离子从正极脱嵌的速率不大于锂离子嵌入负极的速率，锂离子不会析出在负极表面，进而避免了现有技术中选用不当的充电倍率加速电池的老化速度的问题，并且保证了锂电池快充过程的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电池快充方法的流程示意图；

图2为图1中步骤110的流程示意图；

图3为图1中步骤130的流程示意图；

图4为图1中步骤120的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电池快充装置的结构框图；

图6为本申请实施例提供的一种快充电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

正如上述背景技术中所述，现有的快充方法，在对电池进行快速充电的过程中，由于充电倍率的选择不当，导致了电池的加速老化。究其原因，现有的快充方法采用阶梯电流法，即采用初始充电倍率充电一段时间，随后依次降低倍率进入后续阶梯平台采用与阶梯平台对应的再次充电倍率对电池进行充电。由于每一个阶梯平台的对应的充电倍率会维持很长的时间，且电池的荷电状态随着电池的使用和充电会不断发生变化，导致电池当前的充电倍率大于电池当前荷电状态需要的充电倍率，进而导致电池正极和电池负极的电流过大。过大的电池正极电流引起电池正极极化，过大的电池负极电流引起电池负极极化，以及电池电压的快速升高，同时还会造成电池析锂的风险，加速电池的加速老化。

针对上述技术问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

图1为本发明实施例提供的一种电池快充方法的流程示意图。参加图1，该电池快充方法包括如下步骤：

步骤110、确定电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表。

在本实施例中，可以用电池当前的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值来表示电池的荷电状态(state of charge，SOC)，其取值范围为0～1，当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝1时表示电池完全充满。在本实施例中，以锂电池为例进行介绍。电池的最大充电倍率与其荷电状态应该是对应的。如果当前充电倍率大于与当前荷电状态下的最大充电倍率，那么电池正极氧化反应速率大于电池负极还原反应的速率，以锂电池为例进行介绍，锂离子电池在充电过程中，电池正极氧化反应速率大于电池负极还原反应的速率，即锂离子从正极脱嵌的速率大于锂离子嵌入负极的速率，锂离子就会在负极表面析出，即：析锂。锂离子电池的析锂现象会加速电池的老化速度，并且带来了安全隐患。

图2为图1中步骤110的流程示意图。可选地，参见图2，步骤110确定电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表包括：

步骤1101、获取电池正极氧化反应的速度和电池负极还原反应的速度。

具体的，可以通过电池管理系统来获取电池正极氧化反应的速度和电池负极还原反应的速度。以锂电池为例进行说明，电池正极氧化反应对应锂离子从正极脱嵌的过程。电池负极还原反应对应锂离子嵌入负极的过程。

步骤1102、当电池正极氧化反应的速度或等于电池负极还原反应的速度时，确定电池的当前充电倍率为当前荷电状态对应的最大充电倍率，并建立电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表。

具体的，电池正极氧化反应的速度或大于电池负极还原反应的速度后，以锂电池为例进行介绍，锂离子电池在充电过程中，电池正极氧化反应速率大于电池负极还原反应的速率，即锂离子从正极脱嵌的速率大于锂离子嵌入负极的速率，锂离子就会在负极表面析出。由于锂离子电池的析锂现象会加速电池的老化速度，并且带来安全隐患。因此，电池正极氧化反应的速度或等于电池负极还原反应的速度时，确定电池的当前充电倍率为当前荷电状态对应的最大充电倍率，并建立电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表。具体的，可以通过电池管理系统获取电池的当前荷电状态以及当前荷电状态下的最大充电倍率。需要说明的是，在上述技术方案中，当电池正极氧化反应的速度或等于电池负极还原反应的速度时确定电池的当前充电倍率为当前荷电状态对应的最大充电倍率，并建立电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，在建立上述映射关系表时已考虑电池的健康状态及环境温度。

可选地，在上述步骤中，不同荷电状态下，当前荷电状态越大，当前荷电状态对应的最大充电倍率越小；或者，不同荷电状态下，当前荷电状态越小，当前荷电状态对应的最大充电倍率越大。

步骤120、获取电池的实际荷电状态。

具体的，可以通过电池管理系统获取电池的实际荷电状态。

步骤130、根据电池的实际荷电状态和电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率。

根据电池的实际荷电状态和电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率，可以保证电池正极氧化反应速率不大于电池负极还原反应的速率，以锂电池为例进行介绍，锂离子电池在充电过程中，电池正极氧化反应速率不大于电池负极还原反应的速率，即锂离子从正极脱嵌的速率不大于锂离子嵌入负极的速率，锂离子不会析出在负极表面，进而避免了现有技术中选用不当的充电倍率加速电池的老化速度的问题，锂电池快充过程的安全性和可靠性。

步骤140、选用电池当前状态最大充电倍率对电池进行充电。

具体的，可以控制快充工步以电池当前状态最大充电倍率对电池进行充电。

本实施例提供的技术方案中，对电池进行充电时选用的是电池当前状态最大充电倍率，在提高了电池充电效率的基础上，可以保证电池正极氧化反应速率不大于电池负极还原反应的速率，以锂电池为例进行介绍，锂离子电池在充电过程中，电池正极氧化反应速率不大于电池负极还原反应的速率，即锂离子从正极脱嵌的速率不大于锂离子嵌入负极的速率，锂离子不会析出在负极表面，进而避免了现有技术中选用不当的充电倍率加速电池的老化速度的问题，并且保证了锂电池快充过程的安全性和可靠性。

图3为图1中步骤130的流程示意图。可选地，在上述技术方案的基础上，参见图3，步骤130根据电池的实际荷电状态和电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率包括：

步骤1301、获取电池的环境温度。

具体的，可以通过电池管理系统获取电池的环境温度。

步骤1302、根据电池环境温度、电池的实际荷电状态以及电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率。

随着电池温度的降低，电池正极氧化反应的速度或等于电池负极还原反应的速度时对应的最大充电倍率同样处于降低的趋势。因此为了进一步准确获取电池当前状态最大充电倍率，需要根据电池环境温度、电池的实际荷电状态以及电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，来确定电池当前状态最大充电倍率，该电池当前状态最大充电倍率同时考虑了电池环境温度和荷电状态两个方面的因素，确定电池当前状态最大充电倍率更为准确。

图4为图1中步骤120的流程示意图。可选地，在上述技术方案的基础上，参见图4，步骤120获取电池的实际荷电状态包括：

步骤1201、获取电池的健康状态。

具体的，可以通过电池管理系统获取电池的健康状态(State of Health，SOH)。电芯的健康状态可以反映电池的老化程度。电池的健康状态可以通过电池容量的变化量、电池内阻的变化量以及电池的等效充放电循环次数中的至少一种来表征。

步骤1202、根据电池的健康状态，获取电池的实际荷电状态。

具体的，当电池的健康状态可以通过电池容量的变化量来表征时，电池的健康状态通过电池的当前容量和电池的额定容量的比值来确定。而电池的当前容量和电池的额定容量的比值即电池当前的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，因此根据电池的健康状态，可以获取电池的实际荷电状态。

可选地，根据电池的使用参数，获取电池与使用参数对应的健康状态。

由于电池的健康状态与使用参数有很大的关系，在不同的使用参数下得到的电池的健康状态是有差别的。具体的，可以通过电池管理系统，获取电池的使用参数对应的电池健康状态。

可选地，电池的使用参数包括电池的使用时间、使用温度以及历史充电倍率中的至少一种。

示例性的，随着使用时间的增加，电池的充满电的容量会呈降低趋势，电池的内阻呈增大趋势且电池的可进行的等效循环次数呈降低趋势，这些都会影响电池的健康状态。示例性的，电池在过低环境温度或者过高环境温度下，电池工作过程中，正极和负极发生反应的速度处于不稳定状态，很难通过电池管理系统获取电池准确的健康状态。示例性的，电池的充电倍率过低，使得电池充电过程比较缓慢。电池的充电倍率过高，可能会导致电池的析锂现象，在加速电池老化速度的基础上，降低了锂电池的安全性和可靠性。因此电池的使用温度和充电倍率也会影响电池的健康状态。

本发明实施例还提供了一种电池快充装置。图5为本发明实施例提供的一种电池快充装置的结构框图。该装置可以采用软件和/或硬件的方式来实现，该装置可以配置于具有网络通信功能的电子设备中。参见图5，本申请实施例中提供的电池快充装置包括：

映射关系表确定模块100，用于确定电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表；

实际荷电状态获取模块200，用于获取电池的实际荷电状态；

当前状态最大充电倍率确定模块300，用于根据电池的实际荷电状态和电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率；

充电模块400，用于选用电池当前状态最大充电倍率对电池进行充电。

可选地，映射关系表确定模块100包括获取电池反应速度单元和映射关系表确定单元；

电池反应速度单元用于，获取电池正极氧化反应的速度和电池负极还原反应的速度；

映射关系表确定单元，用于电池正极氧化反应的速度或等于电池负极还原反应的速度时，确定电池的当前充电倍率为当前荷电状态对应的最大充电倍率，并建立电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表。

可选地，不同荷电状态下，当前荷电状态越大，当前荷电状态对应的最大充电倍率越小；或者，

不同荷电状态下，当前荷电状态越小，当前荷电状态对应的最大充电倍率越大。

可选地，当前状态最大充电倍率确定模块300包括温度获取单元和电池当前状态最大充电倍率确定单元；

温度获取单元，用于获取电池的环境温度；

电池当前状态最大充电倍率确定单元，用于根据电池环境温度、电池的实际荷电状态以及电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率。

可选地，实际荷电状态获取模块200包括健康状态获取单元和实际荷电状态获取单元；

健康状态获取单元，用于获取电池的健康状态；

实际荷电状态获取单元，用于根据电池的健康状态，获取电池的实际荷电状态。

可选地，健康状态获取单元还用于根据电池的使用参数，获取电池与使用参数对应的健康状态。

可选地，电池的使用参数包括电池的使用时间、使用温度以及历史充电倍率中的至少一种。

本申请实施例中所提供的电池快充装置可执行上述本申请任意实施例中所提供的电池快充方法，具备执行电池快充方法相应的功能和有益效果，未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例中所提供的电池快充方法。

图6为本申请实施例提供的一种快充电子设备的结构示意图。如图6所述，本申请实施例中提供的电子设备包括：一个或多个处理器610和存储装置620；该电子设备中的处理器610可以是一个或多个，图6中以一个处理器610为例；存储装置620用于存储一个或多个程序；所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器610执行，使得所述一个或多个处理器610实现如本申请实施例中任一项所述的电池快充方法。

该电子设备还可以包括：输入装置630和输出装置640。

该电子设备中的处理器610、存储装置620、输入装置630和输出装置640可以通过总线或其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

该电子设备中的存储装置620作为一种计算机可读存储介质，可用于存储一个或多个程序，所述程序可以是软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中所提供的电池快充方法对应的程序指令/模块。处理器610通过运行存储在存储装置620中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中电池快充方法。

存储装置620可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储装置620可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置620可进一步包括相对于处理器610远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置630可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置640可包括显示屏等显示设备。

并且，当上述电子设备所包括一个或者多个程序被所述一个或者多个处理器610执行时，程序进行如下操作：

确定电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表；

获取电池的实际荷电状态；

根据电池的实际荷电状态和电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率；

选用电池当前状态最大充电倍率对电池进行充电。

当然，本领域技术人员可以理解，当上述电子设备所包括一个或者多个程序被所述一个或者多个处理器610执行时，程序还可以进行本申请任意实施例中所提供的电池快充方法中的相关操作。

本申请的一个实施例中提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行电池快充方法，该方法包括：

确定电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表；

获取电池的实际荷电状态；

根据电池的实际荷电状态和电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率；

选用电池当前状态最大充电倍率对电池进行充电。

可选的，该程序被处理器执行时还可以用于执行本申请任意实施例中所提供的电池快充方法。

本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可擦式可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于：电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、无线电频率(Radio Frequency，RF)等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电池快充方法，其特征在于，包括：

确定电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表；

获取电池的实际荷电状态；

根据电池的实际荷电状态和电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率；

选用电池当前状态最大充电倍率对电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的电池快充方法，其特征在于，确定电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表包括：

获取电池正极氧化反应的速度和电池负极还原反应的速度；

电池正极氧化反应的速度或等于电池负极还原反应的速度时，确定电池的当前充电倍率为当前荷电状态对应的最大充电倍率，并建立电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表。

3.根据权利要求2所述的电池快充方法，其特征在于，不同荷电状态下，当前荷电状态越大，当前荷电状态对应的最大充电倍率越小；或者，

不同荷电状态下，当前荷电状态越小，当前荷电状态对应的最大充电倍率越大。

4.根据权利要求1所述的电池快充方法，其特征在于，根据电池的实际荷电状态和电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率包括：

获取电池的环境温度；

根据电池环境温度、电池的实际荷电状态以及电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率。

5.根据权利要求1所述的电池快充方法，其特征在于，获取电池的实际荷电状态包括：

获取电池的健康状态；

根据所述电池的健康状态，获取所述电池的实际荷电状态。

6.根据权利要求5所述的电池快充方法，其特征在于，获取电池的健康状态包括：

根据电池的使用参数，获取电池与使用参数对应的健康状态。

7.根据权利要求6所述的电池快充方法，其特征在于，所述电池的使用参数包括电池的使用时间、使用温度以及历史充电倍率中的至少一种。

8.一种电池快充装置，其特征在于，包括：

映射关系表确定模块，用于确定电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表；

实际荷电状态获取模块，用于获取电池的实际荷电状态；

当前状态最大充电倍率确定模块，用于根据电池的实际荷电状态和电池的荷电状态与最大充电倍率的映射关系表，确定电池当前状态最大充电倍率；

充电模块，用于选用电池当前状态最大充电倍率对电池进行充电。

9.一种快充电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1-7中任一所述的电池快充方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1-7中任一项所述的电池快充方法。

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