CN115084690B - 一种新能源电池快速充电方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源电池快速充电方法及装置，涉及新能源电池技术领域，解决了未采用分段式充电的方式，来对充电功率进行限定的技术问题；对新能源电池的充电功率以及充电时长进行获取，并将所获取的参数数据输送至数据处理单元内，数据处理单元从实验数据存储端提取对应时间区间的损耗因子，再将电池容量划分为五组充电阶段，根据每组的充电阶段，对电池板的损耗程度进行计算，通过对电池板的损耗程度数据对每个充电阶段的输入功率进行限定，使新能源电池在进行快速充电过程中，保障新能源电池的正常运行，避免新能源电池因长时间快充，导致内部电池板受损严重。

Description

一种新能源电池快速充电方法及装置
技术领域
本发明属于新能源电池技术领域，具体是一种新能源电池快速充电方法及装置。
背景技术
专利公开号为CN110065401A的发明属于快速充电技术领域，公开了一种新能源汽车用快速充电串联供电系统及方法，利用太阳能电池板为新能源汽车用快速充电串联供电系统供电；利用语音识别器识别用户充电的语音指令；利用调节电路调节充电的电压、电流进行快速充电操作；利用充电接口对新能源汽车进行充电操作；利用断开电路根据充电完成进行断开充电操作；利用保护电路对充电过载和短路进行保护；通过显示模块利用显示器显示充电状态。本发明通过充电模块实现了电池充电过程负极过电势始终位于析锂临界电势上，保证了电池不发生析锂，延长了电池寿命，提升了电池安全，同时极大提高了电池的充电速度。
新能源电池，在进行快速充电时，一般通过提高输入功率的方式对电池进行快充处理，但新能源电池在进行快充过程中，仍存在以下不足需进行改进：
1.在进行快充时，若未对输入功率进行限定，很容易对电池内部电池板造成损伤，导致后期新能源电池续航受到影响；
2.未采用分段式充电的方式，来对充电功率进行限定，以此保护新能源电池内部的电池板。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种新能源电池快速充电方法及装置，用于解决未采用分段式充电的方式，来对充电功率进行限定的技术问题。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种新能源电池快速充电方法，包括以下步骤：
S1、预先将新能源电池进行实验处理，获取新能源电池在快速充电过程中的电池板损耗程度，得到不同时间段内的电池板损耗因子，并进行汇总存储；
S2、对新能源电池进行快速充电，实时对捆绑数据包内部的电池板损耗因子进行提取，根据所提取的因子，改变新能源电池充电的输入功率，降低充电过程中的电池板损耗程度；
S3、新能源电池完成快速充电后，向新能源电池内继续输送电量能源，并限定功率参数以及持续时长，完成新能源电池的电量互补工作。
优选的，所述步骤S1中，进行实验处理的方式为：S11、将新能源电池从零容量至满容量的参数数据进行获取，所获取的参数数据为功率数据，并将功率数据标记为Pt，t代表不同的时间段，每一个时间段间隔1min，t=1、2、……、n，并获取对应的电池板损耗程度并标记为SHt，其中电池板损耗程度由设置于新能源电池板内部传感器进行获取；
S12、采用
Figure DEST_PATH_IMAGE001
得到电池板损耗因子Yt；
S13、采用
Figure 912494DEST_PATH_IMAGE002
得到离散纠偏参数LSt，其中
Figure 118348DEST_PATH_IMAGE004
为多组
Figure 110575DEST_PATH_IMAGE006
的均值；
S14、另j=1进行计算，得到第一组离散纠偏参数LS1；
S15、将离散纠偏参数LS1与预设值X1进行比对，当LS1≤X1时，令j加1再次进行计算，直到所计算的LSj大于X1时为止（其中j∈t），便提取区间[1,j-1]以及对应区间的电池板损耗因子Yj，并生成第一组捆绑数据包；
S16、再从j值开始计算，重复步骤S15，得到多组区间以及多组电池板损耗因子Yt，并生成多组捆绑数据包，并将多组捆绑数据包进行存储处理。
优选的，所述步骤S2中，进行快速充电的方式为：
S21、根据新能源电池容量，将电池容量划分为五组充电阶段，每组阶段之间均设置有分割节点；
S22、将输入功率标记为Ps，保持输入功率Ps不变，直至新能源电池完成第一组充电阶段充能时，在对应分割节点进行电池板损耗度测量，得到第一组充电阶段完成后的电池板损耗参数值SHC；
S23、采用SHY-SHC=SHD1得到电池板待损耗参数值SHD1，其中SHY为预设参数值，且SHY为每次新能源电池充电所能消耗的最大参数值，操作人员根据经验拟定；
S24、将电池板待损耗参数值SHD1进行四分之一处理得到每组节点的电池板节点待损耗参数值SHJD（电池板节点待损耗参数值SHJD为剩余四组节点电池板所能损耗的最大值），以第一组充电阶段充能的时长T1为待定值，假设第二组充电阶段完成时长为T1，并通过T1，获取对应的电池板损耗因子Yt（提取到多组电池板损耗因子，则直接进行均值处理）；
S25、采用
Figure DEST_PATH_IMAGE007
得到第二组充电阶段的功率限定值Pd，将功率限定值Pd输送至控制单元内，控制单元将输入功率变更为Pd，完成第二组充电阶段的充电工作；
S26、对第二组充电阶段的充电时长进行获取，并标记为T2，通过输入功率Pd，采用步骤S22相同的方式，获取第二组充电阶段的电池板的实际损耗参数值SHD2，使用步骤S23相同的方式得到电池板待损耗参数值SHD3，并将待损耗参数值SHD3进行三分之一处理得到剩余三组节点的电池板节点待损耗参数值SHJDD，采用
Figure 445479DEST_PATH_IMAGE008
得到第三组充电阶段的功率限定值Pd，将功率限定值Pd输送至控制单元内，控制单元将输入功率变更为Pd，完成第三组充电阶段的充电工作；
S27、以此类推，对第四组充电阶段以及第五组充电阶段的输入功率进行依次变更，完成对新能源电池的快速充电工作。
优选的，所述步骤S22中，测量方式为：S221、获取第一组充电阶段充能的时长T1（此时的T1与时间t起始时间均为1），将时长T1与捆绑数据包内部的区间进行比对，当T1位于一组区间时，获取第一组区间的电池板损耗因子Yt，采用SHC=Ps×T1×Yt得到电池板损耗参数值SHC；
S222、当T1与多组区间交错时，获取多组区间的电池板损耗因子Yt，并对多组区间的电池板损耗因子Yt进行均值处理得到均值YJ，采用SHC=Ps×T1×YJ得到电池板损耗参数值SHC。
优选的，一种新能源电池快速充电装置，包括数据获取单元、处理服务器以及控制单元；所述处理服务器包括数据处理单元、实验数据存储端以及电量互冲单元；所述数据获取单元，用于对新能源电池的充电功率以及充电时长进行获取，并将所获取的参数数据输送至数据处理单元内，所述实验数据存储端用于对带有时间区间以及对应的损耗因子的捆绑数据包进行存储，数据处理单元从实验数据存储端提取对应时间区间的损耗因子，再将电池容量划分为五组充电阶段，根据每组的充电阶段，对电池板的损耗程度进行计算，通过对电池板的损耗程度数据对每个充电阶段的输入功率进行限定；所述控制单元，根据数据处理单元所处理得到的功率限定值，对每个充电阶段的输入功率进行限定；
所述电量互冲单元，向新能源电池内继续输送电量能源，并限定功率参数以及持续时长，完成新能源电池的电量互补工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：对新能源电池的充电功率以及充电时长进行获取，并将所获取的参数数据输送至数据处理单元内，数据处理单元从实验数据存储端提取对应时间区间的损耗因子，再将电池容量划分为五组充电阶段，根据每组的充电阶段，对电池板的损耗程度进行计算，通过对电池板的损耗程度数据对每个充电阶段的输入功率进行限定，以此预防新能源在进行快速充电过程中，保障新能源电池的正常运行，避免新能源电池因长时间快充，导致内部电池板受损严重。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图；
图2为本发明原理框架示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，本申请提供了一种新能源电池快速充电方法，包括以下步骤：
S1、预先将新能源电池进行实验处理，获取新能源电池在快速充电过程中的电池板损耗程度，得到不同时间段内的电池板损耗因子，并进行汇总存储，其中进行实验处理的步骤为：
S11、将新能源电池从零容量至满容量的参数数据进行获取，所获取的参数数据为功率数据，并将功率数据标记为Pt（由新能源电池充电过程中的电压乘以电流数据得到功率数据），t代表不同的时间段，每一个时间段间隔1min，t=1、2、……、n，并获取对应的电池板损耗程度并标记为SHt，其中电池板损耗程度由设置于新能源电池板内部传感器进行获取；
S12、采用
Figure DEST_PATH_IMAGE009
得到电池板损耗因子Yt；
S13、采用
Figure 562470DEST_PATH_IMAGE010
得到离散纠偏参数LSt，其中
Figure 306436DEST_PATH_IMAGE004
为多组
Figure 182862DEST_PATH_IMAGE006
的均值；
S14、另j=1进行计算，得到第一组离散纠偏参数LS1；
S15、将离散纠偏参数LS1与预设值X1进行比对，当LS1≤X1时，令j加1再次进行计算，直到所计算的LSj大于X1时为止（其中j∈t），便提取区间[1,j-1]以及对应区间的电池板损耗因子Yj，并生成第一组捆绑数据包；
S16、再从j值开始计算，重复步骤S15，得到多组区间以及多组电池板损耗因子Yt，并生成多组捆绑数据包，并将多组捆绑数据包进行存储处理；
S2、对新能源电池进行快速充电，实时对捆绑数据包内部的电池板损耗因子进行提取，根据所提取的因子，改变新能源电池充电的输入功率，降低充电过程中的电池板损耗程度，处理方式为：
S21、根据新能源电池容量，将电池容量划分为五组充电阶段，每组阶段之间均设置有分割节点；
S22、将输入功率标记为Ps，保持输入功率Ps不变，直至新能源电池完成第一组充电阶段充能时，在对应分割节点进行电池板损耗度测量，测量方式为：
S221、获取第一组充电阶段充能的时长T1（此时的T1与时间t起始时间均为1），将时长T1与捆绑数据包内部的区间进行比对，当T1位于一组区间时，获取第一组区间的电池板损耗因子Yt，采用SHC=Ps×T1×Yt得到电池板损耗参数值SHC；
S222、当T1与多组区间交错时，获取多组区间的电池板损耗因子Yt，并对多组区间的电池板损耗因子Yt进行均值处理得到均值YJ，采用SHC=Ps×T1×YJ得到电池板损耗参数值SHC；
S23、采用SHY-SHC=SHD1得到电池板待损耗参数值SHD1，其中SHY为预设参数值，且SHY为每次新能源电池充电所能消耗的最大参数值，操作人员根据经验拟定；
S24、将电池板待损耗参数值SHD1进行四分之一处理得到每组节点的电池板节点待损耗参数值SHJD（电池板节点待损耗参数值SHJD为剩余四组节点电池板所能损耗的最大值），以第一组充电阶段充能的时长T1为待定值，假设第二组充电阶段完成时长为T1，并通过T1（若T1为5min，则第二组充电阶段完成时长也为5min，则后面的5min可理解为5min到10min之间的时间段，将此时间段与对应的区间进行比对），获取对应的电池板损耗因子Yt（若为多组电池板损耗因子，则直接进行均值处理）；
S25、采用
Figure DEST_PATH_IMAGE011
得到第二组充电阶段的功率限定值Pd，将功率限定值Pd输送至控制单元内，控制单元将输入功率变更为Pd，完成第二组充电阶段的充电工作；
S26、对第二组充电阶段的充电时长进行获取，并标记为T2，通过输入功率Pd，采用步骤S22相同的方式，获取第二组充电阶段的电池板的实际损耗参数值SHD2，使用步骤S23相同的方式得到电池板待损耗参数值SHD3，并将待损耗参数值SHD3进行三分之一处理得到剩余三组节点的电池板节点待损耗参数值SHJDD，采用
Figure 455712DEST_PATH_IMAGE012
得到第三组充电阶段的功率限定值Pd，将功率限定值Pd输送至控制单元内，控制单元将输入功率变更为Pd，完成第三组充电阶段的充电工作；
S27、以此类推，对第四组充电阶段以及第五组充电阶段的输入功率进行依次变更，完成对新能源电池的快速充电工作；
S3、新能源电池完成快速充电后，向新能源电池内继续输送电量能源，并限定功率参数为50W，持续时长2min，完成新能源电池的电量互补工作。
实施例二
本实施例在具体实施过程中，相较于实施例一，与其区别仅在于步骤S11中，t代表不同的时间段，每一个时间段间隔2min，所述步骤S3中，限定功率参数为55W，持续时长3min。
将实施例一与实施例二散布于实验中体验半年，并对所产生的样本数据进行采集，样本数据包括使用人员的评价分以及电池板的损耗比例，如下表所示：
实施例一 实施例二
评价分 87.3 88.4
损耗比例 1.5％ 1.7％
由表中数据可知，实施例一与实施例二各有优势，管理人员可以根据需要确定适合的优选实施例。
一种新能源电池快速充电装置，包括数据获取单元、处理服务器以及控制单元，所述数据获取单元输出端与处理服务器输入端电性连接，所述处理服务器与控制单元输入端电性连接；
所述处理服务器包括数据处理单元、实验数据存储端以及电量互冲单元；
所述数据处理单元与实验数据存储端之间双向连接，所述数据处理单元输出端与电量互冲单元输入端电性连接；
所述数据获取单元，用于对新能源电池的充电功率以及充电时长进行获取，并将所获取的参数数据输送至数据处理单元内，所述实验数据存储端用于对带有时间区间以及对应的损耗因子的捆绑数据包进行存储，数据处理单元从实验数据存储端提取对应时间区间的损耗因子，再将电池容量划分为五组充电阶段，根据每组的充电阶段，对电池板的损耗程度进行计算，通过对电池板的损耗程度数据对每个充电阶段的输入功率进行限定，以此预防新能源在进行快速充电过程中，保障新能源电池的正常运行，避免新能源电池因长时间快充，导致内部电池板受损严重；
所述控制单元，根据数据处理单元所处理得到的功率限定值，对每个充电阶段的输入功率进行限定；
所述电量互冲单元，向新能源电池内继续输送电量能源，并限定功率参数以及持续时长，完成新能源电池的电量互补工作。
上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：对新能源电池的充电功率以及充电时长进行获取，并将所获取的参数数据输送至数据处理单元内，数据处理单元从实验数据存储端提取对应时间区间的损耗因子，再将电池容量划分为五组充电阶段，根据每组的充电阶段，对电池板的损耗程度进行计算，通过对电池板的损耗程度数据对每个充电阶段的输入功率进行限定，以此预防新能源在进行快速充电过程中，保障新能源电池的正常运行，避免新能源电池因长时间快充，导致内部电池板受损严重。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，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法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (3)

1.一种新能源电池快速充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预先将新能源电池进行实验处理，获取新能源电池在快速充电过程中的电池板损耗程度，得到不同时间段内的电池板损耗因子，并对不同时间段的电池板损耗因子进行离散处理，通过离散数据得到多组区间以及相对应的电池板损耗因子，将对应的区间与电池板损耗因子捆绑为数据包并进行汇总存储；
S2、对新能源电池进行快速充电过程中，实时对捆绑数据包内部的电池板损耗因子进行提取，根据电池容量大小，将电池容量划分为五组充电阶段，根据所提取的因子依次对每组充电阶段的电池板待损耗参数值进行计算，通过依次计算所得的功率限定值实时改变新能源电池充电的输入功率，降低充电过程中的电池板损耗程度；
S3、新能源电池完成快速充电后，向新能源电池内继续输送电量能源，并限定功率参数以及持续时长，完成新能源电池的电量互补工作；
所述步骤S1中，进行实验处理的方式为：
S11、将新能源电池从零容量至满容量的参数数据进行获取，所获取的参数数据为功率数据，并将功率数据标记为Pt，t代表不同的时间段，t=1、2、……、n，并获取对应的电池板损耗程度并标记为SHt，其中电池板损耗程度由设置于新能源电池板内部传感器进行获取；
S12、采用
Figure 200175DEST_PATH_IMAGE001
得到电池板损耗因子Yt；
S13、采用
Figure 867917DEST_PATH_IMAGE002
得到离散纠偏参数LSt，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为多组
Figure 474478DEST_PATH_IMAGE004
的均值；
S14、另j=1进行计算，得到第一组离散纠偏参数LS1；
S15、将离散纠偏参数LS1与预设值X1进行比对，当LS1≤X1时，令j加1再次进行计算，直到所计算的LSj大于X1时为止，其中j∈t，便提取区间[1,j-1]以及对应区间的电池板损耗因子Yj，并生成第一组捆绑数据包；
S16、再从j值开始计算，重复步骤S15，得到多组区间以及多组电池板损耗因子Yt，并生成多组捆绑数据包，并将多组捆绑数据包进行存储处理；
所述步骤S2中，进行快速充电的方式为：
S21、根据新能源电池容量，将电池容量划分为五组充电阶段，每组阶段之间均设置有分割节点；
S22、将输入功率标记为Ps，保持输入功率Ps不变，直至新能源电池完成第一组充电阶段充能时，在对应分割节点进行电池板损耗度测量，得到第一组充电阶段完成后的电池板损耗参数值SHC；
S23、采用SHY-SHC=SHD1得到电池板待损耗参数值SHD1，其中SHY为预设参数值，且SHY为每次新能源电池充电所能消耗的最大参数值，操作人员根据经验拟定；
S24、将电池板待损耗参数值SHD1进行四分之一处理得到每组节点的电池板节点待损耗参数值SHJD，电池板节点待损耗参数值SHJD为剩余四组节点电池板所能损耗的最大值，以第一组充电阶段充能的时长T1为待定值，假设第二组充电阶段完成时长为T1，并通过T1，获取对应的电池板损耗因子Yt，提取到多组电池板损耗因子，则直接进行均值处理；
S25、采用
Figure DEST_PATH_IMAGE005
得到第二组充电阶段的功率限定值Pd，将功率限定值Pd输送至控制单元内，控制单元将输入功率变更为Pd，完成第二组充电阶段的充电工作；
S26、对第二组充电阶段的充电时长进行获取，并标记为T2，通过输入功率Pd，采用步骤S22相同的方式，获取第二组充电阶段的电池板的实际损耗参数值SHD2，使用步骤S23相同的方式得到电池板待损耗参数值SHD3，并将待损耗参数值SHD3进行三分之一处理得到剩余三组节点的电池板节点待损耗参数值SHJDD，采用
Figure 608788DEST_PATH_IMAGE006
得到第三组充电阶段的功率限定值Pd，将功率限定值Pd输送至控制单元内，控制单元将输入功率变更为Pd，完成第三组充电阶段的充电工作；
S27、以此类推，对第四组充电阶段以及第五组充电阶段的输入功率进行依次变更，完成对新能源电池的快速充电工作。
2.根据权利要求1所述的一种新能源电池快速充电方法，其特征在于，所述步骤S22中，测量方式为：
S221、获取第一组充电阶段充能的时长T1，此时的T1与时间t起始时间均为1，将时长T1与捆绑数据包内部的区间进行比对，当T1位于一组区间时，获取第一组区间的电池板损耗因子Yt，采用SHC=Ps×T1×Yt得到电池板损耗参数值SHC；
S222、当T1与多组区间交错时，获取多组区间的电池板损耗因子Yt，并对多组区间的电池板损耗因子Yt进行均值处理得到均值YJ，采用SHC=Ps×T1×YJ得到电池板损耗参数值SHC。
3.一种根据权利要求1-2任一项所述的一种新能源电池快速充电方法的快速充电装置，其特征在于，包括数据获取单元、处理服务器以及控制单元；
所述处理服务器包括数据处理单元、实验数据存储端以及电量互冲单元；
所述数据获取单元，用于对新能源电池的充电功率以及充电时长进行获取，并将所获取的参数数据输送至数据处理单元内，所述实验数据存储端用于对带有时间区间以及对应的损耗因子的捆绑数据包进行存储，数据处理单元从实验数据存储端提取对应时间区间的损耗因子，再将电池容量划分为五组充电阶段，根据每组的充电阶段，对电池板的损耗程度进行计算，通过对电池板的损耗程度数据对每个充电阶段的输入功率进行限定；
所述控制单元，根据数据处理单元所处理得到的功率限定值，对每个充电阶段的输入功率进行限定；
所述电量互冲单元，向新能源电池内继续输送电量能源，并限定功率参数以及持续时长，完成新能源电池的电量互补工作。
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