CN112713325A - 充电方法及充电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种充电方法和充电设备，所述充电方法主要包括以下步骤：将电池接入充电设备，充电设备输出充电电流对电池进行充电，同时获取电池温度信息；当获得的电池温度大于第一温度时，充电设备降低充电电流并实时获取电池温度，直到电池温度小于等于第一温度且大于等于第二温度，此时充电设备维持当前充电电流对电池进行充电；当获得的电池温度小于第一温度时，充电设备增大充电电流并实时获取电池温度，直到电池温度大于等于第一温度且小于等于第三温度，此时充电设备维持当前充电电流对电池进行充电。本发明通过控制电池温度进行快速充电，提高了锂离子电池充电的效率以及安全性。

Description

充电方法及充电设备
技术领域
本发明涉及一种充电方法及充电设备，属于充电技术领域。
背景技术
常规的充电模式CC(恒流充电)、CV(恒压充电)在一些应用场合已经无法满足快速充电的要求，而常规的充电设备无法根据电池的温度状态对电池进行精准的充电控制，只能根据电池的温度状态做出充或不充这两种工作状态，并且在对温度较高的锂离子电池充电时无法恒定电池的温度。
有鉴于此，确有必要提出一种充电方法及充电设备，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充电方法及充电设备，以提高充电效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种充电方法，主要包括以下步骤：将电池接入充电设备，充电设备输出充电电流对电池进行充电，同时获取电池温度信息；当获得的电池温度大于第一温度时，充电设备降低充电电流并实时获取电池温度，直到电池温度小于等于第一温度且大于等于第二温度，此时充电设备维持当前充电电流对电池进行充电；当获得的电池温度小于第一温度时，充电设备增大充电电流并实时获取电池温度，直到电池温度大于等于第一温度且小于等于第三温度，此时充电设备维持当前充电电流对电池进行充电。
作为本发明的进一步改进，所述第一温度比所述第二温度高5-10°，所述第三温度比所述第一温度高5-10°。
作为本发明的进一步改进，所述第一温度为50°，所述第二温度为45°，所述第三温度为55°。
作为本发明的进一步改进，所述充电设备内设置有控制装置和电流输出装置，所述电池中设有温度检测装置，所述温度检测装置用于对电池内部的温度进行实时检测并将检测结果反馈给所述控制装置，所述电流输出装置与所述控制装置相连，用于在所述控制装置的控制下增大或降低充电电流。
作为本发明的进一步改进，所述第一温度为预先设定的温度范围，充电过程中，所述温度检测装置实时对所述电池的温度进行检测，使电池温度保持在安全范围内。
作为本发明的进一步改进，所述充电电流在增大的过程中呈线性变化，所述充电电流在降低的过程中也呈线性变化。
作为本发明的进一步改进，所述电池为锂离子电池。
为实现上述目的，本发明还提供了一种充电设备，应用如上所述的充电方法，所述充电设备包括壳体以及设置在所述壳体上的插片，所述电池通过与所述插片电性连接来使所述充电设备对所述电池进行充电。
作为本发明的进一步改进，所述充电设备内设置有控制装置和电流输出装置，所述电池中设有温度检测装置，所述温度检测装置用于对电池内部的温度进行实时检测并将检测结果反馈给所述控制装置，所述电流输出装置与所述控制装置相连，用于在所述控制装置的控制下增大或降低充电电流。
作为本发明的进一步改进，所述充电设备还包括开设在所述壳体侧边的散热槽。
作为本发明的进一步改进，所述壳体上还设有启动开关，用于控制所述充电设备的电源的通断。
作为本发明的进一步改进，所述充电设备的充电模式包括恒流充电模式、恒压充电模式、恒温充电模式、恒功率充电模式以及快速充电模式，每种充电模式均由所述启动开关进行切换。
本发明的有益效果是：本发明通过控制电池温度进行快速充电，提高了锂离子电池充电的效率以及安全性。
附图说明
图1是本发明充电设备的结构示意图。
图2是本发明充电设备的分解示意图。
图3是本发明充电方法中恒温充电模式下的流程示意图。
图4是本发明充电方法中恒功率充电模式下的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，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。
本发明揭示了一种充电设备100，用于对电池20进行充电。在本发明中，所述电池20优选为锂离子电池，当然，所述电池20也可以是其他种类的电池，包括但不限于铅蓄电池等形式，此处不做详细描述，也不做任何限制。由于本发明主要是为了解决电池在高温下的充电问题，故以下说明书部分将以锂离子电池为例，对所述充电设备100的具体结构进行详细说明。
如图1和图2所示，所述充电设备100包括壳体10，以及设置在所述壳体10上的插片11、启动开关12和散热组件。所述壳体10下方设有用于支撑所述充电设备100的支撑脚14，所述支撑脚14优选设为四个且分布在所述壳体10的四个角处，以抬高所述壳体10便于空气流通进行散热。所述壳体10设有向外延伸的电源线15，用于将所述充电设备100连接到外部电源进行供电。
所述插片11设置在所述壳体10的上方，所述电池20插接在所述插片11上，以便所述充电设备100对所述电池20进行充电。
所述启动开关12用于控制所述充电设备100的电源的通断，如：在按动所述启动开关12后，所述充电设备100启动并对接入的电池20进行充电，再次按动所述启动开关12后，所述充电设备100断电，如需再次充电，只需再次按动所述启动开关12即可。通常情况下，所述启动开关12默认为关闭状态，即所述电源线15在接入电源后，所述充电设备100处于断电状态，需要按动所述启动开关12以启动所述充电设备100，如此以保障使用安全。在本发明的另一实施例中，所述启动开关12可以设置在所述壳体10的上端，当然也可以设置在所述壳体10的侧面，以防止所述电池20遮挡所述启动开关12，便于操作。
所述充电设备100还包括散热组件，具体地，所述散热组件包括开设在所述壳体10侧边的散热槽13以及设置在所述壳体10内的散热风扇(未图示)，所述散热槽13开设有多个，具体开设位置包括但不限于所述壳体10的四周以及底部，所述散热风扇靠近所述散热槽13设置，以便将所述壳体10内的热量通过所述散热槽13排出。进一步地，所述散热风扇可以是轴流式风扇或离心式风扇，所述散热风扇的具体设置位置可以根据其结构进行设置，在此不做限制。
在本发明一较佳的实施例中，所述充电设备100还包括控制装置和电流输出装置，所述电池20中设有温度检测装置(未图示)，所述温度检测装置用于对电池20内部的温度进行实时检测并将检测结果反馈给所述控制装置，所述电流输出装置与所述控制装置相连，用于在所述控制装置的控制下增大或降低充电电流。当所述电池20为电池包时，所述温度检测装置用于检测每个电芯的温度。所述温度检测装置将检测到的温度信息包括电芯温度通过端子反馈至充电设备100。在本发明另一种实施方式中，所述电池20与充电设备100之间可以通过无线传输的方式，将电池20的温度信息传递给充电设备100。
所述温度检测装置可以设置在所述壳体10中，用于在所述电池20接入后对所述电池20的温度进行测量。当然，在本发明的其他实施例中，所述温度检测装置也可以设置在所述电池20中，只要能够实现对所述电池20的温度测量即可。当所述电池20接入所述充电设备100后，所述温度检测装置可将测量得到的温度信息反馈至所述充电设备100。
进一步地，所述充电设备100还包括显示面板16，所述显示面板16设置在壳体10上并用于显示所述充电设备100的各项参数，具体地，所述参数包括所述电池20的温度、所述充电设备100的充电电流和充电电压、以及所述充电设备100的充电模式。其中，所述充电设备100的充电模式包括恒流充电模式、恒压充电模式、恒温充电模式、恒功率充电模式以及快速充电模式。所述充电模式可根据所述启动开关12进行切换，并将切换后的充电模式显示在所述显示面板16上。具体地，可将长按所述启动开关12设为切换功能，短按所述启动开关12设为启动或关闭所述充电设备100，当然，也可以将短按设为切换，长按设为启动或关闭，在此不做限制。当然，在本发明的另一实施例中，所述充电设备100也可以设置额外的切换开关(未图示)来进行充电模式的切换，在此不作限制。
以下将对本发明充电设备100的充电模式进行详细说明，由于恒流充电模式、恒压充电模式和快速充电模式均属于现有的常规充电模式，在此不再赘述。
恒温充电模式：
如图3所示，本发明提供了一种充电方法，在恒温充电模式下，所述充电方法主要包括以下步骤：
将电池20接入充电设备100，充电设备100输出充电电流对电池20进行充电，同时获取电池20温度信息；
当获得的电池20温度大于第一温度时，充电设备100降低充电电流并实时获取电池20温度，直到电池20温度小于等于第一温度且大于等于第二温度，此时充电设备100维持当前充电电流对电池20进行充电；
当获得的电池20温度小于第一温度时，充电设备100增大充电电流并实时获取电池20温度，直到电池20温度大于等于第一温度且小于等于第三温度，此时充电设备100维持当前充电电流对电池20进行充电。
进一步地，在上述步骤中，若电池20温度继续上升，则充电设备100继续降低充电电流，若电池20温度继续下降，则充电设备100继续增大充电电流。
在本发明的具体实施例中，所述第一温度比所述第二温度高5-10°，所述第三温度比所述第一温度高5-10°。优选地，所述第一温度为50°，所述第二温度为45°，所述第三温度为55°。
具体地，所述充电电流在增大的过程中呈线性变化，所述充电电流在降低的过程中也呈线性变化，如此提高对所述电池20温度的控制的精确度。所述第一温度为预先设定的温度范围，充电过程中，所述温度检测装置实时对所述电池的温度进行检测，使电池温度保持在安全范围内，所述第一温度可以根据所述电池20的类型进行设定，在需要快速充电的情况下，所述第一温度可以在合理范围内偏高设置，如此以增大充电电流，在保证安全性的前提下进而提高充电速率；在保障所述电池20的寿命的情况下，所述第一温度可以在合理范围内偏低设置，如此以减小充电电流，避免过度充电影响电池20寿命。
在本发明的实际应用过程中，所述第一温度并非为固定数值，而是包括一定范围，所述电池温度受到所述充电设备100散热能力的影响可能存在一些波动，当所述电池温度在所述第一温度的范围内时，处于合理的波动范围，所述充电设备100不进行调整，当所述电池温度的波动超出所述第一温度的范围时，所述充电设备100即可通过所述充电电流进行调整，即所述电池温度围绕所述第一温度的温度值上下波动。
恒功率充电模式：
如图4所示，本发明提供了一种充电方法，在恒功率充电模式下，所述充电方法主要包括以下步骤：
步骤S1、将电池20接入充电设备100，充电设备100输出充电电流并对电池20进行充电，同时获取电池20的充电电压和充电电流信息；
步骤S2、在充电过程中，待充电设备100输出最大充电电流后，随着电池20电量的增长，充电设备100逐步降低充电电流，同时增大充电电压，直至完成充电。
具体地，步骤S2中，在充电过程中所述充电电流和所述充电电压保持动态平衡，即始终维持P＝UI，其中P为所述充电设备100的输出功率，U为充电电压的数值，I为充电电流的数值，所述充电电流在降低的过程中呈线性变化，当然，所述充电电流也可以根据电池20电量的增长呈现比例降低，在此不作限制。
在初始状态下，所述充电设备100可根据所述电池20的状态设定输出功率的数值，并在95％的充电过程中，所述充电设备100的输出功率通过所述充电电流和所述充电电压的动态平衡保持恒定。在充电即将完成时，所述充电设备100将降低输出功率防止过度充电，以延长所述电池20的寿命。
综上所述，本发明通过控制电池温度进行快速充电，提高了锂离子电池充电的效率以及安全性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种充电方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
将电池接入充电设备，充电设备输出充电电流对电池进行充电，同时获取电池温度信息；
当获得的电池温度大于第一温度时，充电设备降低充电电流并实时获取电池温度，直到电池温度小于等于第一温度且大于等于第二温度，此时充电设备维持当前充电电流对电池进行充电；
当获得的电池温度小于第一温度时，充电设备增大充电电流并实时获取电池温度，直到电池温度大于等于第一温度且小于等于第三温度，此时充电设备维持当前充电电流对电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于：所述第一温度比所述第二温度高5-10°，所述第三温度比所述第一温度高5-10°。
3.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于：所述第一温度为50°，所述第二温度为45°，所述第三温度为55°。
4.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于：所述充电设备内设置有控制装置和电流输出装置，所述电池中设有温度检测装置，所述温度检测装置用于对电池内部的温度进行实时检测并将检测结果反馈给所述控制装置，所述电流输出装置与所述控制装置相连，用于在所述控制装置的控制下增大或降低充电电流。
5.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于：所述第一温度为预先设定的温度范围，充电过程中，所述温度检测装置实时对所述电池的温度进行检测，使电池温度保持在安全范围内。
6.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于：所述充电电流在增大的过程中呈线性变化，所述充电电流在降低的过程中也呈线性变化。
7.根据权利要求1所述的充电方法，其特征在于：所述电池为锂离子电池。
8.一种充电设备，其特征在于：应用权利要求1-7中任一项所述的充电方法，所述充电设备包括壳体以及设置在所述壳体上的插片，所述电池通过与所述插片电性连接来使所述充电设备对所述电池进行充电。
9.根据权利要求8所述的充电设备，其特征在于：所述充电设备内设置有控制装置和电流输出装置，所述电池中设有温度检测装置，所述温度检测装置用于对电池内部的温度进行实时检测并将检测结果反馈给所述控制装置，所述电流输出装置与所述控制装置相连，用于在所述控制装置的控制下增大或降低充电电流。
10.根据权利要求9所述的充电设备，其特征在于：所述充电设备还包括开设在所述壳体侧边的散热槽。
11.根据权利要求9所述的充电设备，其特征在于：所述壳体上还设有启动开关，用于控制所述充电设备的电源的通断。
12.根据权利要求11所述的充电设备，其特征在于：所述充电设备的充电模式包括恒流充电模式、恒压充电模式、恒温充电模式、恒功率充电模式以及快速充电模式，每种充电模式均由所述启动开关进行切换。
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