CN113270653A - 对电池的电池芯进行充电的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对电池的电池芯进行充电的方法，侦测电池芯的温度，根据电池芯的温度，对电池芯充电；当电池芯的温度为一第一温度时，每一第一周期时间对电池芯充电一第一充电时间，其中第一周期时间等于一不充电时间与第一充电时间的和；当电池芯的温度为一第二温度时，每一第二周期时间对电池芯充电一第二充电时间，其中第二温度不等于第一温度，第二周期时间等于不充电时间与第二充电时间的和，而第二周期时间不等于第一周期时间。本发明透过脉波宽度调变的方式，调变锂电池内充电路径的开关的工作周期，使流入锂电池的充电电流的平均值下降，并参考环境温度做调整，以符合电池芯制造商所规范的规格内。

Description

对电池的电池芯进行充电的方法

技术领域

本发明涉及对电池的电池芯进行充电的方法。

背景技术

传统搭载内燃机马达的机车，会搭配一组铅酸电池当作启动电源使用。车内会有一组发电机，当车辆启动后，发电机对铅酸电池充电。铅酸电池充电不易受限环境温度影响。当发电机产生电能时，铅酸电池几乎可吸收所有发电能量。但铅酸电池的缺点为体积大且重量重。为此，有部分的应用会改用锂电池，这是因为锂电池具有单位能量密度大的特性，故不仅其体积得以缩小，其重量也可变轻。然而，锂电池的特性与铅酸电池不相同，其充电条件非常地受到环境温度的影响。当温度越低，锂电池允许充电的电流会越小。但目前的发电机组并没有可调变输出的机制，若在低温的环境下，以相同大小的电流对锂电池进行充电的话，就会超过电池芯制造商所规范的充电条件。长时间使用下，会造成锂电池老化速度加剧。

发明内容

为解决现有技术的缺陷，本发明提供一种对电池的电池芯进行充电的方法，侦测电池芯的温度，根据电池芯的温度，对电池芯充电；

当电池芯的温度为一第一温度时，每一第一周期时间对电池芯充电一第一充电时间，其中第一周期时间等于一不充电时间与第一充电时间的和；

当电池芯的温度为一第二温度时，每一第二周期时间对电池芯充电一第二充电时间，其中第二温度不等于第一温度，第二周期时间等于不充电时间与第二充电时间的和，而第二周期时间不等于第一周期时间。

优选的，当电池芯的温度为第三温度时，每一第三周期时间对电池芯充电一第三充电时间，其中第三温度不等于第一温度及第二温度，第三周期时间等于不充电时间与第三充电时间的和，而第三周期时间不等于第一周期时间及第二周期时间，且第三充电时间不等于第一充电时间及第二充电时间。

优选的，第一温度低于第二温度。

优选的，第三温度高于第一温度及第二温度。

优选的，所述电池包括电池芯、温度传感器以及控制电路；

所述温度传感器用以感测电池芯的温度；

所述控制电路耦接于温度传感器，用以根据温度传感器所感测到的电池芯的温度，对电池芯充电。

在传统的调变方式下，开启时间和关闭时间的总和是固定的，而当开启时间减少时，关闭时间就会相对地增加；而当开启时间增加时，关闭时间就会相对地减少。本发明藉由调整开启时间和关闭时间的比例即可改变充电电流的平均值，以使其符合电池芯制造商所规范的充电条件。

本发明透过脉波宽度调变（Pulse Width Modulation，简称PWM）的方式，调变锂电池内充电路径的开关的工作周期（duty cycle），使流入锂电池的充电电流的平均值下降，并参考环境温度做调整，以符合电池芯制造商所规范的规格内。

附图说明

图1是电池的功能方块图；

图2是电池的简易电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1和图2所示，电池10包括电池芯12、温度传感器14、控制电路16、正电极22以及负电极24。电池芯12用来储存电能，并在控制电路16的控制下进行充电及放电。电池芯12是锂电池芯。温度传感器14设置在电池芯12的旁边，用来感测电池芯12的温度。控制电路16耦接于温度传感器14，其根据温度传感器所12所感测到的电池芯12的温度，对电池芯12充电。控制电路16具有充电开关18及放电开关20，而控制电路16会产生控制讯号S1来控制充电开关18，并产生另一控制讯号S2来控制充电开关20。电池10可用于启动一内燃机马达，并在内燃机马达启动后接收来自内燃机马达的电能来对电池芯12进行充电。电池10的正电极22及负电极24可分别耦接至内燃机马达的正负两端。在内燃机马达尚未被启动前，控制电路16会将充电开关18及放电开关20都关闭。当要启动内燃机马达时，控制电路16会同时开启充电开关18及放电开关20，而使得电池芯12可提供电力给内燃机马达，来促使内燃机马达开始运转。当内燃机马达被启动后，控制电路16会使放电开关20维持在开启的状态，并根据温度传感器所12所感测到的电池芯12的温度，间断性且周期性地开启充电开关18，以形成内燃机马达至电池芯12的充电路径，并使电池芯12的平均充电电流符合电池芯制造商所规范的充电条件。

控制电路16会根据温度传感器所12所感测到的电池芯12的温度，对电池芯12充电；控制电路16在不同的温度下产生控制讯号S1。当控制讯号S1为高电位时（如：第一充电时间T1、第二充电时间T2及第三充电时间T3的期间），充电开关16会被开启；当控制讯号S1为低电位时（如：不充电时间Tf的期间），充电开关16会被关闭。当温度传感器14所感测到的电池芯12的温度为第一温度时，控制电路16会每一第一周期时间P1对电池芯12充电一第一充电时间T1，而第一周期时间P1等于一不充电时间Tf与第一充电时间T1的和。当温度传感器14所感测到的电池芯12的温度为第二温度时，控制电路16会每一第二周期时间P2对电池芯12充电一第二充电时间T2，其中第二温度不等于第一温度，第二周期时间P2等于不充电时间Tf与第二充电时间T2的和，而第二周期时间P2不等于第一周期时间P1，且第二充电时间T2不等于第一充电时间T1。第一温度可低于第二温度，故电池芯12在第一温度时可以承受的平均电流会小于在第二温度时可以承受的平均电流，因此在不充电时间Tf固定的情况下，第一充电时间T1会小于第二充电时间T2。

当温度传感器14所感测到的电池芯12的温度为第三温度时，控制电路16会每一第三周期时间P3对电池芯12充电一第三充电时间T3，其中第三温度不等于第一温度及第二温度，第三周期时间P3等于不充电时间Tf与第三充电时间T3的和，而第三周期时间P3不等于第一周期时间P1及第二周期时间P2，且第三充电时间T3不等于第一充电时间T1及第二充电时间T2。第三温度可高于第一温度及第二温度，故电池芯12在第三温度时可以承受的平均电流可大于在第一温度及第二温度时可以承受的平均电流，因此在不充电时间Tf固定的情况下，第三充电时间T3可大于第一充电时间T1及第二充电时间T2。

由于不论是在第一温度、第二温度或是在第三温度，控制电路16所控制充电开关18的不充电时间Tf都是固定的，被改变的是第一充电时间T1、第二充电时间T2及第三充电时间T3，故控制电路16在第一温度、第二温度及第三温度对电池芯12充电的工作周期互不相同，使电池芯12的平均充电电流在不同的温度下仍可以符合电池芯制造商所规范的充电条件。

由于控制电路16所控制充电开关18的不充电时间Tf在任何温度下都是固定的，因此当充电开关18为MOSFET时，即使充电开关18在不充电时间Tf会在电路上形成一个内接二极管，但由于不充电时间Tf的长度可依据充电开关18的设计而进行调整，故藉由使上述不充电时间Tf固定不变的方式，充电开关18不会因为不充电时间Tf过长而有过热的情况，故可确保充电开关18的使用寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.对电池的电池芯进行充电的方法，其特征在于，侦测电池芯的温度，根据电池芯的温度，对电池芯充电；

当电池芯的温度为一第一温度时，每一第一周期时间对电池芯充电一第一充电时间，其中第一周期时间等于一不充电时间与第一充电时间的和；

当电池芯的温度为一第二温度时，每一第二周期时间对电池芯充电一第二充电时间，其中第二温度不等于第一温度，第二周期时间等于不充电时间与第二充电时间的和，而第二周期时间不等于第一周期时间。

2.根据权利要求1所述的对电池的电池芯进行充电的方法，其特征在于，当电池芯的温度为第三温度时，每一第三周期时间对电池芯充电一第三充电时间，其中第三温度不等于第一温度及第二温度，第三周期时间等于不充电时间与第三充电时间的和，而第三周期时间不等于第一周期时间及第二周期时间，且第三充电时间不等于第一充电时间及第二充电时间。

3.根据权利要求2所述的对电池的电池芯进行充电的方法，其特征在于，第一温度低于第二温度。

4.根据权利要求3所述的对电池的电池芯进行充电的方法，其特征在于，第三温度高于第一温度及第二温度。

5.根据权利要求4所述的对电池的电池芯进行充电的方法，其特征在于，所述电池包括电池芯、温度传感器以及控制电路；

所述温度传感器用以感测电池芯的温度；

所述控制电路耦接于温度传感器，用以根据温度传感器所感测到的电池芯的温度，对电池芯充电。

Images