CN115603396A - 电池充电方法、装置、充电设备和计算机可读存储介质 - Google Patents
电池充电方法、装置、充电设备和计算机可读存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115603396A CN115603396A CN202110780695.XA CN202110780695A CN115603396A CN 115603396 A CN115603396 A CN 115603396A CN 202110780695 A CN202110780695 A CN 202110780695A CN 115603396 A CN115603396 A CN 115603396A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- charging
- negative electrode
- electrode potential
- charging mode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007600 charging Methods 0.000 title claims abstract description 825
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 130
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 151
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 146
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 66
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 52
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 47
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 39
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 24
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 22
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 16
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 9
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 7
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 2
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000007958 sleep Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/0071—Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本公开实施例涉及一种电池充电方法、装置、充电设备和计算机可读存储介质。所述方法包括:确定充电模式;充电模式为第一充电模式或第二充电模式,第一充电模式与第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;基于电子设备的电池的负极电势和充电模式,控制电池的充电电流,以对电池充电。采用本方法既能保证电子设备的充电速率又能减缓电子设备的电池老化。
Description
技术领域
本申请涉及电池管理技术领域,特别是涉及一种电池充电方法、装置、充电设备和计算机可读存储介质。
背景技术
随着电子设备的普遍使用,对于电子设备的功能要求也越来越高,尤其是对于电子设备的电池的各方面的要求同样也在不断提升。
充电是电池在应用中的关键技术之一,现有的充电方式各式各样,例如,对锂电池进行充电时,普遍采用恒流(Constant current,CC)充电与恒压(Constant voltage,CV)充电这两个阶段的充电方法,也就是先采用恒定电流对锂电池进行恒流充电,直到锂电池的电芯的电压达到电芯充电限制电压,然后,再采用该电芯充电限制电压对锂电池进行恒压充电,此时,充电电流逐渐减小。当充电电流减小到充电截止电流时充电结束,锂电池的电芯达到满充的状态。现有的充电方式在充电过程中,容易出现加速电池老化的情况,从而影响电池的使用寿命。
发明内容
本申请实施例提供了一种电池充电方法、装置、充电设备、计算机可读存储介质,既能保证电子设备的充电速率又能减缓电子设备的电池老化。
第一方面,提供了一种电池充电方法,应用于电子设备,包括:
确定充电模式;所述充电模式为第一充电模式或第二充电模式,所述第一充电模式与所述第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
基于所述电子设备的电池的负极电势和所述充电模式,控制所述电池的充电电流,以对所述电池充电。
第二方面,提供了一种电池充电方法,应用于电子设备,包括:
确定充电模式;所述充电模式为第一充电模式或第二充电模式,所述第一充电模式与所述第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
检测所述电子设备的电池在充电过程中是否发生析锂现象,得到析锂检测结果;
基于所述析锂检测结果和所述充电模式,控制所述电池的充电电流,以对所述电池充电。
第三方面,提供了一种电池充电装置,包括:
确定模块,用于确定充电模式;所述充电模式为第一充电模式或第二充电模式,所述第一充电模式与所述第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
控制模块,用于基于所述电子设备的电池的负极电势和所述充电模式,控制所述电池的充电电流,以对所述电池充电。
第四方面,提供了一种电池充电装置,包括:
确定模块,用于确定充电模式;所述充电模式为第一充电模式或第二充电模式,所述第一充电模式与所述第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
检测模块,用于检测所述电子设备的电池在充电过程中是否发生析锂现象,得到析锂检测结果;
控制模块,用于基于所述析锂检测结果和所述充电模式,控制所述电池的充电电流,以对所述电池充电。
第五方面,提供了一种充电设备,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如第一方面所述的电池充电方法或如第二方面所述的电池充电方法的步骤。
第六方面,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法或如第二方面所述的电池充电方法的步骤。
上述电池充电方法、装置、充电设备和计算机可读存储介质,通过确定电子设备的充电模式,能够基于电子设备的电池的负极电势和确定的充电模式,控制电池的充电电流对电子设备的电池进行充电,由于充电模式中的第一充电模式与第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同,这样可以根据用户使用场景在用户需要快速充电或充电所用时长较短的情况下,基于电子设备的电池的负极电势控制电池的充电电流以最快的充电速度进行充电,在用户不需要快速充电或充电所用时长较长的情况下,适时地减小电池的充电电流,通过减小电池的充电电流以减缓电池老化,延长电池的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个实施例中电池充电方法的应用环境图;
图2为一个实施例中电池充电方法的流程示意图;
图3为另一个实施例中电池充电方法的流程示意图;
图4为另一个实施例中电池充电方法的流程示意图;
图5为一个实施例中电子设备在第一充电模式下的充电速度和充电功率示意图;
图6为一个实施例中电子设备在第二充电模式下的充电速度和充电功率示意图;
图7为一个实施例中电池充电装置的结构框图;
图8为一个实施例中电池充电装置的结构框图;
图9为一个实施例中充电设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
可以理解,本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一客户端称为第二客户端,且类似地,可将第二客户端称为第一客户端。第一客户端和第二客户端两者都是客户端,但其不是同一客户端。
目前,电子设备中的能量供给一般都是来自于电子设备内部的锂离子电池,随着电子设备功能的要求越来越高,对电子设备的电池的各方面要求同样也在不断提升。例如,现在对智能手机电池的容量值要求已经提升至接近5000mAh甚至更高,而电池的使用循环寿命也由之前的500次提升到800次,甚至大于1000次容量电池的使用循环寿命保持率还要大于80%。而受限于当前锂离子电池的能量密度(一般在600Wh-800Wh之间),电池的容量值目前最大也只能做到5000mAh左右,因此对电池的充电速度的要求也在不断提升,比如从之前的3h充满缩短到90min充满,甚至还有接近30min充满的速度。
如何对锂电池进行充电是锂电池应用中的关键技术之一,在现有技术中,对锂电池进行充电时,普遍采用恒流(Constant current,CC)充电与恒压(Constant voltage,CV)充电这两个阶段的充电方法,也就是先采用恒定电流对锂电池进行恒流充电,直到锂电池的电芯的电压达到电芯充电限制电压,然后,再采用该电芯充电限制电压对锂电池进行恒压充电,此时,充电电流逐渐减小。当充电电流减小到充电截止电流时充电结束,锂电池的电芯达到满充的状态。
然而,现阶段的快充过程中,一般都是固定的充电速度,即只要充电环境(适配器、快充协议)等与相应的快充条件匹配时即自动以最快的速度进行快充。因此,如果用户在电子设备的整个寿命周期内都以快充进行充电,则会造成电池处于高压的时间增多,电池处于高温的时间也会增多,从而电池老化速度加快的时间阶段也增多。
此外,由于电子设备的电池会不断地老化,若老化后电池仍然以初始的充电流程进行充电,则会超过老化电池实际能够充入的最大电流。例如,某一电池的容量值为4000mAh,初始最大充电倍率是3C,则最大充电电流为12A,然而当电池使用老化到容量值为3500mAh时,最大充电电流只有3*3500=10.5A,如果再继续以12A充电时,则会超过其最大可接受范围,从而会加速电池的衰减速度,影响电池的使用寿命。
再者,在电池充电的过程中,Li离子(Li+)不断从电池正极向电池负极嵌入,一旦电池负极表面的锂离子嵌入速度超过电池负极的能力,会有锂离子剩余在电池负极表面。因为电池负极表面的电势不断降低,从而只要电池负极表面的电势到达0V,即锂金属生成的电势,就会生成锂金属单质,即发生析锂现象。析锂现象一般会在快充过程中、低温充电以及老化电池中发生。快充过程是因为锂离子嵌入速度低于额定倍率。低温是因为温度低使离子扩散活性降低,嵌入材料内部的速度也降低。而老化是因为电池出现SEI等副反应在材料表面生成的SEI膜使材料表面的内阻增大。电池负极电势可以表达为Φ(anode)=Φ(e)+ΔΦ(ΔΦ<0),其中ΔΦ包含了内阻所产生的电势,所以内阻增大会使负极表面的电势更容易到达0V,从而更容易析锂,Φ(anode)表示电池负极电势,Φ(e)表示电池负极表面的电势。而析锂会导致锂离子减少,降低电池容量,同时因为析锂会有方向性,析出的锂枝晶会刺透隔膜,导致过热甚至正负极短路的风险。
因此,针对现有的充电方式所存在的问题急需提供一种既能保证充电速率又能减缓电池老化的充电方式。
图1为一个实施例中电池充电方法的应用环境示意图。如图1所示,该应用环境包括电子设备102和充电设备104,电子设备102通过网络与充电设备104进行通信,充电设备104可以为所述电子设备102充电。其中,电子设备102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备,充电设备104可以为各种型号的充电器,也可以为移动电源,或者,也可以为笔记本电脑、平板电脑等各种电子设备,可以理解的是,若充电设备104为电子设备时,例如,充电设备104为笔记本电脑、电子设备102为智能手机时,可以通过笔记本电脑为智能手机充电,又例如,充电设备104为笔记本电脑、电子设备102为智能手表时,可以通过笔记本电脑为智能手表充电。
图2为一个实施例中电池充电方法的流程图。本实施例中的电池充电方法,以运行于图1中的充电设备上为例进行描述。如图2所示,上述电池充电方法包括以下步骤:
S201,确定充电模式;充电模式为第一充电模式或第二充电模式,第一充电模式与第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同。
在本实施例中,充电设备可以根据用户使用场景确定充电模式,或者,也可以根据用户的选择操作确定充电模式。可选的,用户使用场景可以为需要对电子设备进行快速充电的使用场景,或者,也可以为以提升电子设备的使用寿命为主的使用场景。示例性地,需要对电子设备进行快速充电的使用场景可以为:上班离家/酒店前、上班/出行路上、户外活动、出行公共场所、下班回家前、下班路上等等;以提升电子设备的使用寿命为主的使用场景可以为:办公室办公期间、假日出行在飞机/高铁上、长途自驾、在家/酒店边充边用、家/酒店睡觉前等等。在本实施例中,可选的,充电设备可以采用图像识别、电子设备定位、当前时间等确定用户使用场景,例如,充电设备根据电子设备所在的环境图像确定电子设备所在的用户使用场景,也可以根据电子设备所在的地理位置确定电子设备所在的用户使用场景,或者,也可以根据当前时间确定电子设备所在的用户使用场景。可选的,电子设备所在的环境图像可以是充电设备自己采集的,也可以是由电子设备采集之后发送给充电设备。可选的,电子设备所在的地理位置可以是充电设备自己定位的,也可以是电子设备定位后发送给充电设的。可选的,作为另一种可实现的实施方式,电子设备所在的用户使用场景也可以由电子设备确定,再由电子设备将确定的结果发送给充电设备。可选的,电子设备可以为智能手机、各种个人计算机、笔记本电脑、平板电脑和便携式可穿戴设备等等。示例性地,本实施例中,第一充电模式的充电功率可以为12W,充电所用时长可以为1h,第二充电模式的充电功率可以为10W,充电所用时长可以为1.5h。可选的,若用户使用场景为需要对电子设备进行快速充电的使用场景,则充电设备可以确定充电模式为第一充电模式,例如,用户离家上班前,需要对电子设备进行快速充电,在该场景下,充电设备可以确定电子设备的充电模式为第一充电模式。可选的,若用户使用场景为以提升电子设备的使用寿命为主的使用场景,则充电设备可以确定充电模式为第二充电模式,例如,用户在办公室办公期间,无需以较快的充电功率为电子设备充电,此时,充电设备可以确定电子设备的充电模式为第二充电模式。
需要说明的是,本申请实施例中的第一充电模式和第二充电模式均为快速充电模式,第一充电模式的充电功率大于第二充电模式的充电功率,因此,第一充电模式的充电速率大于第二充电模式的充电速率,那么,第一充电模式的充电所用时长小于第二充电模式的充电所用时长,但第一充电模式的充电所用时长和第二充电模式的充电所用时长均满足快速充电的需求。例如,第一快速充电模式的充电功率为12W,第二快速充电模式的充电功率为10W,最终第一充电模式的充电所用时长为30min,第二充电模式的充电所用时长为34min。
S202,基于电子设备的电池的负极电势和充电模式,控制电池的充电电流,以对电池充电。
在本实施例中,充电设备基于电子设备的电池的负极电势和确定的充电模式,控制电子设备的电池的充电电流,以对电子设备的电池的充电。这里需要说明的是,电子设备的电池的负极电势越高,电池的充电电流越小,对电池的损耗较小,电子设备的电池的负极电势越低,电池的充电电流越大,对电池的损耗较大。示例性地,为了既满足快速充电的需求,又能保证电池的寿命,可以将各充电模式下的负极电势控制在一定的合理范围内,在充电过程中检测电池的负极电势,若该负极电势超出了负极电势的范围,则可以适当的调整充电电流,使得电池的负极电势位于对应的负极电势的范围内。例如,对于第一充电模式,主要保证充电速率,可以设置电池的负极电势处于较低的电势范围内,例如,设置电池的负极电势小于0V,则在电池充电过程中,可以适当增大充电功率以保证充电速率;对于第二充电模式,主要保证电池寿命,则可以设置电池的负极电势处于较高的电势范围内,例如,设置电池的负极电势大于0V,则在电池充电过程中,适当减小充电功率以保证电池寿命。本申请实施例中并不以此为限。
上述电池充电方法中,通过确定电子设备的充电模式,能够基于电子设备的电池的负极电势和确定的充电模式,控制电池的充电电流对电子设备的电池进行充电,由于充电模式中的第一充电模式与第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同,这样可以根据用户使用场景在用户需要快速充电或充电所用时长较短的情况下,基于电子设备的电池的负极电势控制电池的充电电流以最快的充电速度进行充电,在用户不需要快速充电或充电所用时长较长的情况下,适时地减小电池的充电电流,通过减小电池的充电电流以减缓电池老化,延长电池的使用寿命。
在上班离家/酒店前、上班/出行路上、户外活动、出行公共场所、下班回家前、下班路上等需要快速充电的场景中,为了保证充电速率,充电模式可以为第一充电模式。在一个实施例中,上述S202,包括:若所述充电模式为所述第一充电模式,则根据预设的第一负极电势范围和所述负极电势,调整所述电池的充电电流。
在本实施例中,若电子设备的充电模式为第一充电模式,则充电设备根据预设的第一负极电势范围和电子设备的电池的负极电势,调整电池的充电电流以对电子设备的电池充电。例如,若电池的负极电势大于第一负极电势范围的最大值,可以适当的调大电池的充电电流,若电池的负极电势小于第一负极电势范围的最小值,可以适当的调小电池的充电电流。其中,调整电池的充电电流时可以是以一定的步进增大或减小电流,也可以是以1.1倍、1.2倍等倍速方式调整电流,本申请实施例中不加以限制。
可选的,第一负极电势范围为φ0≤φ≤0V,其中,φ为电池负极电势,φ0根据电子设备在全生命周期内电池的寿命要求确定,例如,电子设备在全生命周期内电池的寿命要求可以是电子设备在800次循环后电池容量保持率≥80%,则可以根据该要求确定φ0。可选的,φ0≤0V,例如,φ0可以为-5mA、-10mA等等,本申请实施例中不加以限制。
可选的,充电设备可以通过如下方法,控制电子设备电池的充电电流:若充电模式为第一充电模式,则根据预设的第一负极电势范围和负极电势,调整电池的充电电流。
在本实施例中,若电子设备的电池的负极电势位于上述第一负极电势范围内,则说明当前充电功率是满足第一充电模式的充电需求,则不需要再调整充电功率,可以保持采用当前充电功率对电池充电。若电子设备的电池的负极电势位于上述第一负极电势范围之外,则充电设备确定上述电子设备的电池的负极电势与预设的第一负极电势范围的边界值之间的差值,根据该差值调整电子设备的电池的充电电流,在本实施例中,当电池的负极电势位于上述第一负极电势范围之外时,说明当前充电功率不满足第一充电模式的充电需求,则需要对该充电功率进行调整,下面从电池的负极电势大于第一负极电势范围中的最大值、以及电池的负极电势小于第一负极电势范围中的最小值两种情况进行说明。
第一种情况:在上述电子设备的电池的负极电势位于预设的第一负极电势范围之外的场景中,电池的负极电势可能大于第一负极电势范围的最大边界值,在该场景下,充电设备增大电池的充电电流,以使电池的负极电势位于第一负极电势范围之内。
在本实施例中,当电池的负极电势大于预设的第一负极电势范围的最大边界值,充电设备可以增大电池的充电电流,以使电池的负极电势位于第一负极电势范围之内。可选的,充电设备可以采用步进电流的方式增大电子设备的电池的充电电流,示例性地,以预设的第一负极电势范围为φ0≤φ≤0V为例,其中,φ为电池负极电势,若电子设备的电池的负极电势大于0V,则充电设备根据电池的负极电势与OV的差值,查询该差值对应的步进电流或该差值所属的差值范围对应的步进电流,采用该步进电流增大电子设备的电池的充电电流。在本实施例中,由于电池的充电电流越小,电池的负极电势越大,则在负极电势大于第一负极电势范围的最大边界值时,说明电池的充电电流较小,不能满足第一充电模式的充电需求,则充电设备根据确定的步进电流增大电子设备的电池的充电电流,采用增大后的充电电流对电池充电,并在充电设备根据增大后的充电电流对电子设备的电池充电的过程中获取电子设备的电池的当前负极电势,对电池的当前负极电势进行判断,确定电池的当前负极电势是否位于上述第一负极电势范围内,若电池的当前负极电势未位于上述第一负极电势范围内,则继续根据第一步进电流逐渐增大电池的充电电流,直至电池的当前负极电势位于上述第一负极电势范围之内。示例性地,对电池的充电电流增大后,若获取到的当前负极电势为0V,则充电设备可以采用当前负极电势为OV时对应的充电电流持续为电子设备的电池充电。
本实施例中,若电子设备的电池的负极电势大于第一负极电势范围的最大边界值,则充电设备增大电子设备的电池的充电电流,直至电池的当前负极电势位于第一负极电势范围内,确保在第一充电模式下可以满足电池的充电速率。并且,增大电池的充电电流使电池的负极电势位于第一负极电势范围内,可以灵活地控制增大的充电电流,可以快速、准确的调整充电电流,进一步提高充电速率。
第二种情况,在上述电子设备的电池的负极电势位于预设的第一负极电势范围之外的场景中,电池的负极电势可能小于第一负极电势范围的最小边界值,在该场景下,充电设备减小电池的充电电流,以使电池的负极电势位于第一负极电势范围之内。
在本实施例中,当电池的负极电势小于预设的第一负极电势范围的最小边界值,充电设备可以减小电池的充电电流,以使电池的负极电势位于第一负极电势范围之内。可选的,充电设备可以采用步进电流的方式减小电子设备的电池的充电电流,示例性地,以预设的第一负极电势范围为φ0≤φ≤0V为例,其中,φ为电池负极电势,若电子设备的电池的负极电势小于φ0,则充电设备根据电池的负极电势与φ0的差值,确定减小电子设备的电池的充电电流的步进电流,采用该步进电流减小电子设备的电池的充电电流。在本实例中,当电池的充电电流过大时,可以能会出现电池的锂离子嵌入速度低于额定倍率,导致析锂现象。若电子设备的电池的负极电势小于预设的第一负极电势范围的最小边界值,则可能产生了析锂现象,为了抑制析锂现象,需要将电池的充电电流调小,以使电池的负极电势位于第一负极电势范围内。在本实施例中,充电设备在电子设备的负极电势小于第一负极电势范围的最小边界值的情况下,减小电子设备的电池的充电电流,采用减小后的充电电流为电池充电,并在充电设备根据减小后的充电电流对电子设备的电池充电的过程中获取电子设备的电池的当前负极电势,对电池的当前负极电势进行判断,确定电池的当前负极电势是否位于上述第一负极电势范围内,若电池的当前负极电势未位于上述第一负极电势范围内,则继续减小电池的充电电流,直至电池的当前负极电势位于上述第一负极电势范围之内。示例性地,对电池的充电电流减小后,若获取到的当前负极电势为0V,则充电设备可以采用当前负极电势为OV时对应的充电电流持续为电子设备的电池充电。
本实施例中,当电池的负极电势小于第一负极电势范围的最小边界值时,可能会出现析锂现象,则为了抑制析锂现象,充电设备可以减小电子设备的电池的充电电流,直至电池的当前负极电势位于第一负极电势范围内,在保证一定的充电速率的情况下,又可以适当的抑制析锂现象,延长电池的寿命。并且,减小电池的充电电流使电池的负极电势位于第一负极电势范围之内,可以灵活地控制减小的充电电流,可以快速、准确的调整充电电流,进一步提高充电速率。
本实施例中,若充电设备确定电子设备的目标充电模式为第一充电模式,则充电设备能够根据预设的第一负极电势范围和电子设备的电池的负极电势,调整电子设备的电池的充电电流,这样能够使充电设备根据预设的第一负极电势范围和电子设备的负极电势,准确地调整电子设备的电池的充电电流,保证电子设备的电池的充电效率。
在办公室办公期间、假日出行在飞机/高铁上、长途自驾、在家/酒店边充边用、家/酒店睡觉前等需要提升电池使用寿命的场景中,电子设备的充电模式为第二快速充电模式。在一个实施例中,上述S202,包括:若充电模式为第二充电模式,则根据预设的第二负极电势范围和负极电势,调整电池的充电电流。
在本实施例中,若电子设备的充电模式为第二充电模式,则充电设备根据预设的第二负极电势范围和电子设备的电池的负极电势,调整电池的充电电流。例如,当电池的负极电势超出第二负极电势范围时,可以适当的调整电池的充电电流,以满足第二快速充电模式的充电需求。其中,调整电池的充电电流时可以是以一定的步进减小电流,也可以是以1.1倍、1.2倍等倍速方式调整电流,本申请实施例中不加以限制。
可选的,第二负极电势范围为φ≥0V,其中,φ为电池负极电势。可选的,电子设备的电池的负极电势可以位于第二负极电势范围内,也可以位于第二负极电势范围之外。可选的,充电设备可以通过如下方法,调整电子设备的充电电流:若电子设备的电池的负极电势位于上述第二负极电势范围之外,则确定负极电势与第二负极电势范围的边界值之间的差值,根据差值调整电子设备的电池的充电电流。
进一步地,在上述电子设备的电池的负极电势位于预设的第二负极电势范围之外的场景中,可能存在的情况是电池的负极电势小于第二负极电势范围的最小边界值。在一个实施例中,若负极电势小于第二负极电势范围的最小边界值,则减小电池的充电电流,以使电池的负极电势位于第二负极电势范围之内。
在本实施例中,若电池的负极电势小于上述第二负极电势范围的最小边界值,则充电设备可以计算电池的负极电势与上述第二负极电势范围的最小边界值之间的差值,确定减小充电设备的电池的充电电流的步进电流,采用确定的步进电流减小充电设备的电池的充电电流。示例性地,以预设的第二负极电势范围为φ≥0V为例,其中,φ为电池负极电势,若电子设备的电池的负极电势小于第二负极电势范围的最小边界值0V,则充电设备根据电池的负极电势与0V的差值,确定减小充电设备的电池的充电电流的步进电流,采用该步进电流减小电池的充电电流。在本实施例中,由于电池的充电电流越大,电池的负极电势越小,则在负极电势小于第二负极电势范围的最小边界值的情况下,说明电池的充电电流过大,需要适当的调小电池的充电电流。可选的,充电设备在采用减小后的充电电流对电子设备的电池充电的过程中获取电子设备的电池的当前负极电势,对电池的当前负极电势进行判断,确定电池的当前负极电势是否位于上述第二负极电势范围内,若电池的当前负极电势未位于上述第二负极电势范围内,则继续根据第三步进电流逐渐减小电池的充电电流,直至电池的当前负极电势位于上述第二负极电势范围之内,并继续采用位于第二负极电势范围之内的当前负极电势对应的充电电流持续为电子设备的电池充电。示例性地,如减小电池的充电电流后获取到的当前负极电势为1V,位于φ≥0V范围内,则充电设备可以采用当前负极电势1V对应的充电电流为电子设备的电池充电。
本实施例中,若电子设备的电池的负极电势小于第二负极电势范围的最小边界值,则充电设备可以根据负极电势与第二负极电势范围的最小边界值之间的差值,确定出减小电子设备的电池的充电电流的步进电流,进而可以根据确定的步进电流逐渐减小电子设备的电池的充电电流,直至电池的当前负极电势位于第二负极电势范围内,由于电池的负极电势小于第二负极电势范围的最小边界值,说明电池的充电电流过大,不能满足第二充电模式要求的延长电池寿命的要求,因此,根据该步进电流适当的调小电池的充电电流,以延长电池寿命。并且,根据负极电势与第二负极电势范围的最小边界值之间的差值确定对应的步进电流,不同的差值可以对应不同的步进电流,可以根据该差值灵活控制步进电流,可以快速、准确的调整充电电流,进一步提高充电速率。
本实施例中,若充电设备确定电子设备的充电模式为第二充电模式,则充电设备能够根据预设的第二负极电势范围和电子设备的电池的负极电势动态调整电子设备的电池的充电电流以确定在第二充电模式下电子设备的目标充电电流,由于确定的目标充电电流是根据预设的第二负极电势范围和电子设备的负极电势对电子设备的电池的充电电流进行动态调整得到的,调整得到的目标充电电流不仅满足快速充电的需求,通过将电池的负极电势控制在一定范围内的方式调整充电电流,可以减小充电电流过大对电池的损耗,延长电池的使用寿命。
在上述电子设备的充电模式为第二充电模式时,在考虑延长电池的使用寿命的基础上,还需要考虑电子设备的充电速率需求。在一个实施例中,上述根据预设的第二负极电势范围和负极电势,调整电池的充电电流,包括:根据第二负极电势范围、负极电势和电子设备的充电速度需求,调整电池的充电电流。
其中,电子设备的充电速度需求可以包括电池的充电时长,例如,电池的充电时长为30min、35min、38min等,本申请实施例中不加以限制。
在本实施例中,充电设备根据预设的第二负极电势范围、电子设备的电池的负极电势和电子设备的充电速度需求,调整电子设备的电池的充电电流。也就是说,在通过调整电池的充电电流使得电池的负极电池位于第二负极电势范围的同时,该充电电流该应该满足电子设备的充电速度需求,那么可以在满足电池的负极电池位于第二负极电势范围的多个充电电流中,选择较大的充电电流为电子设备的电池充电以满足充电速度需求。
例如,某电子设备的电池为3C电池,3C电池所需的原充电时间为30min,先需要充电设备在≤30min的充电时间完成对电子设备的电池充电,则充电设备可以根据上述第二负极电势范围、电子设备的电池的负极电势和在≤30min的充电时间完成对电子设备的电池充电的需求,动态调整电子设备的电池的充电电流以确定电子设备的目标充电电流。
本实施例中,由于充电设备是根据预设的第二负极电势范围、电子设备的电池的负极电势和电子设备的充电速度需求,调整的电子设备的电池的充电电流,在调整电子设备的电池的充电电流的过程中还考虑了对电子设备的充电速度的需求,能够在延长电池使用寿命的同时,尽可能的提高充电速率。
在上述基于电子设备的电池的负极电势控制电池的充电电流,以满足目标充电模式的场景中,充电设备需要首先获取电子设备的电池的负极电势。在一个实施例中,上述电池的负极电势的获取方法包括:根据电池的负极电压与电池内置的参比电极的电压确定负极电势;或者,根据预设的锂离子电池模型获取负极电势。
在本实施例中,充电设备可以直接检测电池的负极电压与电池内置的参比电极的电压作为电池的负极电势;也以实验标定的方式,通过建立锂离子电池模型,并通过对锂离子电池模型进行计算的方式得到电池的负极电势。可选的,电池内置的参比电极可以为镀锂铜丝。
可选的,电池的负极电势可以表达为Φ(anode)=Φ(e)+ΔΦ(ΔΦ<0),其中,Φ(e)表示电池负极表面的电势,Φ(anode)表示电池负极电势,ΔΦ包含了内阻所产生的电势,该内阻为电池出现SEI等副反应在电池的材料表面生成的SEI膜产生的内阻,可以根据上述公式计算出电池的负极电势。
本实施例中,充电设备根据电子设备的电池的负极电压与电池内置的参比电极的电压确定电池的负极电势,或者,根据预设的锂离子电池模型获取电子设备的电池的负极电势,其操作过程和计算方式均比较简单,易于实现。而且,同时提供多种获取的电池的负极电势的方式,可以根据实际场景灵活选择。
在对电子设备的电池进行充电的场景中,在电池的快充过程中、低温以及老化电池中容易发生电池的析锂现象,而析锂会导致电池的锂离子减少,降低电池容量,从而导致电池的使用寿命缩短。因此,需要对电池的析锂现象进行抑制。在一个实施例中,如图3所示,上述方法还包括:
S301,在对电池充电的过程中,检测电池是否发生析锂现象,得到析锂检测结果。
其中,析锂的原理就是在负极的表面生成一层锂金属单质,在充电过程中,Li+不断从正极向负极嵌入,一旦负极表面的锂离子嵌入速度超过负极的能力,会有锂离子剩余在负极表面,因为负极表面的电势不断降低,从而使得电池的负极电势到达0V,即锂金属生成的电势,就会生成锂金属单质,析锂会导致电池的锂离子减少,降低电池容量。可选的,得到的析锂检测结果可以为发生析锂现象,也可以为未析锂现象。
在本实施例中,充电设备在对电池充电的过程中,对电子设备的电池是否发生析锂现象进行检测。可选的,充电设备可以通过如下两种方法对电子设备的电池是否发生析锂现象进行检测,下边将具体对这两种检测电子设备电池是否发生析锂现象的方法进行说明:
方法A:获取电池在当前时刻的单位电压下的第一充电量和电池在上一历史时刻的单位电压下的第二充电量;若第二充电量小于第一充电量,且第二充电量与第一充电量之间的差值大于第一阈值,则确定电池发生析锂现象。
需要说明的是,本实施例中,电池在上一历史时刻的单位电压下的第二充电量,可以是与当前时刻相邻的历史时刻的单位电压下的第二充电量,也可以是预设时间段内的任一历史时刻的单位电压下的第二充电量,例如,可以是在当前时刻的前2分钟的单位电压下的第二充电量。
在本实施例中,充电设备可以将当前时刻的单位电压下的第一充电量和历史时长的单位电压下的第二充电量进行比较,若发现单位电压下的第二充电量减小,且单位电压下的充电量变化幅度比较大,则确定发生了析锂现象。
方法B:获取电池的负极颗粒表面的固相电位与液相电位;若固相电位与液相电位之间的差值大于第二阈值,则确定电池发生析锂现象。
在本实施例中,在电池未发生析锂现象的情况下,电池的负极颗粒表面应均为液相电位,若电池发生析锂现象,则电池的负极颗粒表面将出现固相电位,因此,充电设备可以根据电池的负极颗粒表面的固相电位与液相电位确定电子设备的电池是否发生析锂现象,具体地,若电池的负极颗粒表面的固相电位与液相电位之间的差值大于第二阈值,则充电设备可以确定电子设备的电池发生了析锂现象。
S302,基于电子设备的电池的负极电势、充电模式和析锂检测结果,控制电池的充电电流,以对电池充电。
在本实施例中,充电设备基于检测到的析锂检测结果、电子设备的电池的负极电势和电子设备的电池的充电模式,控制电子设备的电池的充电电流,以对电子设备的电池充电。可以理解的是,电池发生析锂现象是因为在充电过程中,Li+不断从正极向负极嵌入,一旦负极表面的锂离子嵌入速度超过负极的能力,会有锂离子剩余在负极表面,因此,若析锂检测结果为发生析锂现象,则充电设备可以根据电子设备的电池的负极电势和电子设备的充电模式对应的负极电势范围控制电子设备的电池的充电电流减小,采用减小后的充电电流对电子设备的电池充电,以抑制电池的析锂现象,例如,若电池的充电模式为上述第一充电模式,则充电设备根据电子设备的电池的负极电势和第一负极电势范围控制电子设备的电池的充电电流减小,采用减小后的充电电流对电子设备的电池充电,若电池的充电模式为上述第二充电模式,则充电设备根据电子设备的电池负极电势和第二负极电势范围控制电子设备的电池的充电电流减小,采用减小后的充电电流对电子设备的电池充电。可选的,得到的析锂检测结果也可以为未发生析锂现象,若析锂检测结果为未发生析锂现象,则充电设备可以根据电子设备的电池的负极电势和电子设备的充电模式对应的负极电势范围控制电子设备的电池的充电电流增大,采用增大后的充电电流对电子设备的电池充电,例如,若电池的充电模式为上述第一充电模式,则充电设备根据电子设备的电池的负极电势和第一负极电势范围控制电子设备的电池的充电电流增大,采用增大后的充电电流对电子设备的电池充电,若电池的充电模式为上述第二充电模式,则充电设备根据电子设备的电池负极电势和第二负极电势范围控制电子设备的电池的充电电流增大,采用增大后的充电电流对电子设备的电池充电。
本实施例中,充电设备在对电子设备的电池充电的过程中,通过检测电子设备的电池是否发生析锂现象,得到析锂检测结果,进而能够基于电子设备的电池的负极电势、电子设备的电池的充电模式和析锂检测结果,控制电子设备的电池的充电电流,通过该方法能够抑制电池的析锂现象,尽可能地降低电子设备的电池容量的缩减,延长电子设备的电池的使用寿命。
图4为一个实施例中电池充电方法的流程图。本实施例中的电池充电方法中,可以结合电池的析锂现象和充电模式来控制充电电流,以该方法运行于图1中的充电设备上为例进行描述。如图4所示,上述电池充电方法包括以下步骤:
S401,确定充电模式;充电模式为第一充电模式或第二充电模式,第一充电模式与第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同。
在本实施例中,步骤S401的实现原理可参照图2中的步骤S201,此处不再赘述。
S402,检测电子设备的电池在充电过程中是否发生析锂现象,得到析锂检测结果。
在本实施例中,充电设备检测电子设备的电池在充电的过程中是否发生析锂现象,得到析锂检测结果,析锂现象的检测方式可参照上述实施例中的析锂检测方式中的方法A和方法B,此处不再赘述。
S403,基于析锂检测结果和充电模式,控制电池的充电电流,以对电池充电。
在本实施例中,充电设备基于检测到的析锂检测结果和电子设备的电池的充电模式,控制电子设备的电池的充电电流,以对电子设备的电池充电。可以理解的是,电池发生析锂现象是因为在充电过程中,Li+不断从正极向负极嵌入,一旦负极表面的锂离子嵌入速度超过负极的能力,会有锂离子剩余在负极表面,因此,若析锂检测结果为发生析锂现象,则充电设备可以根据电子设备的电池的负极电势和电子设备的充电模式对应的负极电势范围控制电子设备的电池的充电电流减小,采用减小后的充电电流对电子设备的电池充电,以抑制电池的析锂现象,例如,若电池的充电模式为上述第一充电模式,则控制电池的充电电流减小,采用减小后的充电电流对电子设备的电池充电。可选的,得到的析锂检测结果也可以为未发生析锂现象,若析锂检测结果为未发生析锂现象,则可以控制电子设备的电池的充电电流适当增大,采用增大后的充电电流对电子设备的电池充电,例如,若电池的充电模式为上述第一充电模式,则控制电子设备的电池的充电电流增大,采用增大后的充电电流对电子设备的电池充电,提高充电速度。
本实施例中,充电设备确定电子设备的充电模式,检测在电子设备的电池在充电过程中是否发生析锂现象,得到析锂检测结果,进而能够基于得到的析锂检测结果和电子设备的充电模式,控制电子设备的电池的充电电流,通过该方法能够抑制电池的析锂现象,尽可能地降低电子设备的电池容量的缩减,延长电子设备的电池的使用寿命。
在上述基于析锂检测结果和电子设备的充电模式,控制电池的充电电流的场景中,电子设备的充电模式可以为第一充电模式,在一个实施例中,上述S403,包括:若充电模式为第一充电模式,且析锂检测结果为未发生析锂现象,则增大充电电流。
在本实施例中,若电子设备的充电模式为第一充电模式,且上述析锂检测结果为未发生析锂现象,说明以当前的充电电流为电子设备充电,不会造成电子设备发生析锂现象,则充电设备增大电子设备的充电电流。可选的,充电设备可以在电子设备的电池充电过程中,检测电子设备的电池的负极电势,根据电池的负极电势和预设的第一负极电势范围控制电子设备的电池的充电电流增大,以使根据增大后的电流对电子设备的电池充电过程中,电池的负极电势位于第一负极电势范围内。可选的,充电设备可以根据电池的负极电势和预设的第一负极电势范围,确定电池的负极电势和预设的第一负极电势范围的最大值的差值,根据该差值确定控制电子设备的电池的充电电流增大的步进电流,采用该步进电流控制电子设备的充电电流增大。
本实施例中,若电子设备的充电模式为第一充电模式,且电子设备的电池在充电过程中未发生析锂现象,充电设备增大电子设备的充电电流,在确保电子设备的电池在充电过程中过程中未发生析锂现象的同时还考虑了对电子设备的充电速度的需求,能够在延长电池使用寿命的同时,尽可能的提高充电速率。
在上述基于析锂检测结果和电子设备的充电模式,控制电池的充电电流的场景中,电子设备的充电模式可以为第二充电模式,在一个实施例中,上述S403,包括:若充电模式为第二充电模式,且析锂检测结果为发生析锂现象,则减小充电电流。
在本实施例中,若电子设备的充电模式为第二充电模式,且上述析锂检测结果为发生析锂现象,说明以当前的充电电流为电子设备充电,会造成电子设备发生析锂现象,则充电设备减小电子设备的充电电流。可选的,充电设备可以在电子设备的电池充电过程中,检测电子设备的电池的负极电势,根据电池的负极电势和预设的第二负极电势范围控制电子设备的电池的充电电流减小,以使根据减小后的电流对电子设备的电池充电过程中,电池的负极电势位于第二负极电势范围内。可选的,充电设备可以根据电池的负极电势和预设的第二负极电势范围,确定电池的负极电势和预设的第二负极电势范围的最小值的差值,根据该差值确定控制电子设备的电池的充电电流减小的步进电流,采用该步进电流控制电子设备的充电电流减小。
本实施例中,若电子设备的充电模式为第二充电模式,且电子设备的电池在充电过程中发生析锂现象,充电设备减小电子设备的充电电流,在考虑对电子设备的充电速度的需求的同时确保电子设备的电池在充电过程中过程中不会发生析锂现象,能够在尽可能的提高充电速率的同时,延长电池使用寿命的同时。
通过实验对上述第一快速充电模式和上述第二快速充电模式的充电速度和电池使用寿命进行了验证,结果如图5和图6所示,图5中的横轴表示充电时长,图5中的左图的纵轴表示电池的负极电势,图6中的右图的纵轴表示电池的充电功率。图6为在第一快速充电模式下,以φ0=-10mv为界限的充电方式进行的验证,由图6可以看出电子设备的充电速度从原来的38min提升至35min,且寿命保持跟原来一样水平,即800循环后容量保持率还有80%。图6中的横轴表示充电时长,图6中的左图的纵轴表示电池的负极电势,图6中的右图的纵轴表示电池的充电功率。图6为在第二快速充电模式下,以φ0=0V为界限的充电方式进行的验证,由图6可以看出电子设备的充电速度保持与原来一致为34min,寿命由原来的800次循环提升至1400次后容量保持率为80%。由图5和图6可以看出,通过实时掌握电池实际状态来控制充电速度,以达到用户需要快速充电的时候给与最快的充电速度,而不需要快速充电的时候给予适合提升电池使用寿命的充电策略,能够同时实时抑制电池的析锂现象发生,保证电池的使用安全。
应该理解的是,虽然图2-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图2-4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图7所示,提供了一种电池充电装置,包括:确定模块和控制模块,其中:
确定模块,用于确定充电模式;充电模式为第一充电模式或第二充电模式,第一充电模式与第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
控制模块,用于基于电子设备的电池的负极电势和充电模式,控制电池的充电电流,以对电池充电。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述控制模块,包括:第一控制单元,其中:
第一控制单元,若充电模式为第一充电模式,则根据预设的第一负极电势范围和负极电势,调整电池的充电电流。
可选的,第一负极电势范围为φ0≤φ≤0V,其中,φ为电池负极电势,φ0根据电子设备在全生命周期内电池的寿命要求确定。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述第一控制单元,具体用于若负极电势位于第一负极电势范围之外,则确定负极电势与第一负极电势范围的边界值之间的差值,根据差值调整电池的充电电流。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述第一控制单元,具体用于若负极电势大于第一负极电势范围的最大边界值,则增大电池的充电电流,以使电池的负极电势位于第一负极电势范围之内。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述第一控制单元,具体用于若负极电势小于第一负极电势范围的最小边界值,则减小电池的充电电流,以使电池的负极电势位于第一负极电势范围之内。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述控制模块,包括:第二控制单元,其中:
第二控制单元,用于若充电模式为第二充电模式,则根据预设的第二负极电势范围和负极电势,调整电池的充电电流。
可选的,第二负极电势范围为φ≥0V,其中,φ为电池负极电势。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述第二控制单元,具体用于若负极电势位于第二负极电势范围之外,则确定负极电势与第二负极电势范围的边界值之间的差值,根据差值调整电池的充电电流。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述第二控制单元,具体用于若负极电势小于第二负极电势范围的最小边界值,则减小电池的充电电流,以使电池的负极电势位于第二负极电势范围之内。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述第二控制单元,具体用于根据第二负极电势范围、负极电势和电子设备的充电速度需求,动态调整电池的充电电流以确定目标充电电流。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述装置还包括:获取模块,其中:
获取模块,用于根据电池的负极电压与电池内置的参比电极的电压确定负极电势;或者,
用于根据预设的锂离子电池模型获取负极电势。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述装置还包括:检测模块,其中:
检测模块,用于在对电池充电的过程中,检测电池是否发生析锂现象,得到析锂检测结果。
上述控制模块包括第三控制单元,其中,第三控制单元,用于基于电子设备的电池的负极电势、充电模式和析锂检测结果,控制电池的充电电流,以对电池充电。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述第三控制单元,用于若析锂检测结果为发生析锂现象,则根据电池的负极电势和充电模式对应的负极电势范围控制电池的充电电流减小,采用减小后的充电电流对电池充电;若析锂检测结果为未发生析锂现象,则根据电池的负极电势和充电模式对应的负极电势范围控制电池的充电电流增大,采用增大后的充电电流对电池充电。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述检测模块,包括:第一检测单元,其中:
第一检测单元,用于获取电池在当前时刻的单位电压下的第一充电量和电池在上一历史时刻的单位电压下的第二充电量;若第二充电量小于第一充电量,且第二充电量与第一充电量之间的差值大于第一阈值,则确定电池发生析锂现象。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述检测模块,包括:第二检测单元,其中:
第二检测单元,用于获取电池的负极颗粒表面的固相电位与液相电位;若固相电位与液相电位之间的差值大于第二阈值,则确定电池发生析锂现象。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
上述电池充电装置中各个模块的划分仅仅用于举例说明,在其他实施例中,可将电池充电装置按照需要划分为不同的模块,以完成上述电池充电装置的全部或部分功能。
关于电池充电装置的具体限定可以参见上文中对于电池充电方法的限定,在此不再赘述。上述电池充电装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,如图8所示,提供了一种电池充电装置,包括:确定模块、检测模块和控制模块,其中:
确定模块,用于确定充电模式;充电模式为第一充电模式或第二充电模式,第一充电模式与第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
检测模块,用于检测电子设备的电池在充电过程中是否发生析锂现象,得到析锂检测结果;
控制模块,用于基于析锂检测结果和充电模式,控制电池的充电电流,以对电池充电。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述控制模块,包括:第一控制单元,其中:
第一控制单元,用于若充电模式为第一充电模式,且析锂检测结果为未发生析锂现象,则增大充电电流。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述第一控制单元,具体用于在电池充电过程中,检测电池的负极电势;根据负极电势和预设的第一负极电势范围控制充电电流增大,以使在根据增大后的电流对电池充电过程中,负极电势位于第一负极电势范围内。
在上述实施例的基础上,可选的,上述控制模块,包括:第二控制单元,其中:
第二控制单元,用于若充电模式为第二充电模式,且析锂检测结果为发生析锂现象,则减小充电电流。
本实施例提供的电池充电装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,可选的,上述第二控制单元,具体用于在电池充电过程中,检测电池的负极电势;根据负极电势和预设的第二负极电势范围控制充电电流减小,以使在根据减小后的电流对电池充电过程中,负极电势位于第二负极电势范围内。
图9为一个实施例中充电设备的内部结构示意图。如图9所示,该充电设备包括通过系统总线连接的处理器和存储器。其中,该处理器用于提供计算和控制能力,支撑整个电子设备的运行。存储器可包括非易失性存储介质及内存储器。非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该计算机程序可被处理器所执行,以用于实现以下各个实施例所提供的一种电池充电方法。内存储器为非易失性存储介质中的操作系统计算机程序提供高速缓存的运行环境。该充电设备可以是充电器、移动电源、手机、平板电脑、PDA(PersonalDigital Assistant,个人数字助理)、POS(Point of Sales,销售电子设备)、车载电脑、穿戴式设备等任意电子设备设备。
在一个实施例中,提供了一种充电设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:
确定充电模式;充电模式为第一充电模式或第二充电模式,第一充电模式与第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
基于电子设备的电池的负极电势和充电模式,控制电池的充电电流,以对电池充电。
上述实施例提供的充电设备,其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似,在此不再赘述。
在一个实施例中,提供了一种充电设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:
确定充电模式;充电模式为第一充电模式或第二充电模式,第一充电模式与第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
检测电子设备的电池在充电过程中是否发生析锂现象,得到析锂检测结果;
基于析锂检测结果和充电模式,控制电池的充电电流,以对电池充电。
上述实施例提供的充电设备,其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似,在此不再赘述。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
确定充电模式;充电模式为第一充电模式或第二充电模式,第一充电模式与第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
基于电子设备的电池的负极电势和充电模式,控制电池的充电电流,以对电池充电。
上述实施例提供的计算机可读存储介质,其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似,在此不再赘述。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
确定充电模式;充电模式为第一充电模式或第二充电模式,第一充电模式与第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
检测电子设备的电池在充电过程中是否发生析锂现象,得到析锂检测结果;
基于析锂检测结果和充电模式,控制电池的充电电流,以对电池充电。
上述实施例提供的计算机可读存储介质,其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似,在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM),它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (25)
1.一种电池充电方法,应用于电子设备,其特征在于,包括:
确定充电模式;所述充电模式为第一充电模式或第二充电模式,所述第一充电模式与所述第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
基于所述电子设备的电池的负极电势和所述充电模式,控制所述电池的充电电流,以对所述电池充电。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述电子设备的电池的负极电势和所述充电模式,控制所述电池的充电电流,包括:
若所述充电模式为所述第一充电模式,则根据预设的第一负极电势范围和所述负极电势,调整所述电池的充电电流。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据预设的第一负极电势范围和所述负极电势,调整所述电池的充电电流,包括:
若所述负极电势位于所述第一负极电势范围之外,则确定所述负极电势与所述第一负极电势范围的边界值之间的差值,根据所述差值调整所述电池的充电电流。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
若所述负极电势大于所述第一负极电势范围的最大边界值,则增大所述电池的充电电流,以使所述电池的负极电势位于所述第一负极电势范围之内。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,若所述负极电势小于所述第一负极电势范围的最小边界值,则减小所述电池的充电电流,以使所述电池的负极电势位于所述第一负极电势范围之内。
6.根据权利要求2-5任一项所述的方法,其特征在于,所述第一负极电势范围为φ0≤φ≤0V,其中,φ为电池负极电势,所述φ0根据所述电子设备在全生命周期内电池的寿命要求确定。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述电子设备的电池的负极电势和所述充电模式,控制所述电池的充电电流,包括:
若所述充电模式为所述第二充电模式,则根据预设的第二负极电势范围和所述负极电势,调整所述电池的充电电流。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据预设的第二负极电势范围和所述负极电势,调整所述电池的充电电流,包括:
若所述负极电势位于所述第二负极电势范围之外,则确定所述负极电势与所述第二负极电势范围的边界值之间的差值,根据所述差值调整所述电池的充电电流。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,
若所述负极电势小于所述第二负极电势范围的最小边界值,则减小所述电池的充电电流,以使所述电池的负极电势位于所述第二负极电势范围之内。
10.根据权利要求7-9任一项所述的方法,其特征在于,所述第二负极电势范围为φ≥0V,其中,φ为电池负极电势。
11.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据预设的第二负极电势范围和所述负极电势,调整所述电池的充电电流,包括:
根据所述第二负极电势范围、所述负极电势和所述电子设备的充电速度需求,调整所述电池的充电电流。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述负极电势的获取方法包括:
根据所述电池的负极电压与所述电池内置的参比电极的电压确定所述负极电势;或者,
根据预设的锂离子电池模型获取所述负极电势。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在对所述电池充电的过程中,检测所述电池是否发生析锂现象,得到析锂检测结果;
基于所述电子设备的电池的负极电势和所述充电模式,控制所述电池的充电电流,以对所述电池充电,包括:
基于所述电子设备的电池的负极电势、所述充电模式和所述析锂检测结果,控制所述电池的充电电流,以对所述电池充电。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述基于所述电子设备的电池的负极电势、所述充电模式和所述析锂检测结果,控制所述电池的充电电流,以对所述电池充电,包括:
若所述析锂检测结果为发生析锂现象,则根据所述电池的负极电势和所述充电模式对应的负极电势范围控制所述电池的充电电流减小,采用减小后的充电电流对所述电池充电;
若所述析锂检测结果为未发生析锂现象,则根据所述电池的负极电势和所述充电模式对应的负极电势范围控制所述电池的充电电流增大,采用增大后的充电电流对所述电池充电。
15.根据权利要求13或14所述的方法,其特征在于,所述检测所述电池是否发生析锂现象,包括:
获取所述电池在当前时刻的单位电压下的第一充电量和所述电池在上一历史时刻的单位电压下的第二充电量;
若所述第二充电量小于所述第一充电量,且所述第二充电量与所述第一充电量之间的差值大于第一阈值,则确定所述电池发生析锂现象。
16.根据权利要求13或14所述的方法,其特征在于,所述检测所述电池是否发生析锂现象,包括:
获取所述电池的负极颗粒表面的固相电位与液相电位;
若所述固相电位与所述液相电位之间的差值大于第二阈值,则确定所述电池发生析锂现象。
17.一种电池充电方法,应用于电子设备,其特征在于,包括:
确定充电模式;所述充电模式为第一充电模式或第二充电模式,所述第一充电模式与所述第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
检测所述电子设备的电池在充电过程中是否发生析锂现象,得到析锂检测结果;
基于所述析锂检测结果和所述充电模式,控制所述电池的充电电流,以对所述电池充电。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述基于所述析锂检测结果和所述充电模式,控制所述电池的充电电流,包括:
若所述充电模式为所述第一充电模式,且所述析锂检测结果为未发生析锂现象,则增大所述充电电流。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述增大所述充电电流,包括:
在所述电池充电过程中,检测所述电池的负极电势;
根据所述负极电势和预设的第一负极电势范围控制所述充电电流增大,以使在根据增大后的电流对所述电池充电过程中,所述负极电势位于所述第一负极电势范围内。
20.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述基于所述析锂检测结果和所述充电模式,控制所述电池的充电电流,包括:
若所述充电模式为所述第二充电模式,且所述析锂检测结果为发生析锂现象,则减小所述充电电流。
21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述减小所述充电电流,包括:
在所述电池充电过程中,检测所述电池的负极电势;
根据所述负极电势和预设的第二负极电势范围控制所述充电电流减小,以使在根据减小后的电流对所述电池充电过程中,所述负极电势位于所述第二负极电势范围内。
22.一种电池充电装置,其特征在于,包括:
第一确定模块,用于确定电子设备所在的用户使用场景;
第二确定模块,用于根据所述用户使用场景确定目标充电模式;所述目标充电模式为第一快速充电模式或第二快速充电模式,所述第一快速充电模式的充电电流大于所述第二快速充电模式的充电电流;
控制模块,用于基于所述电子设备的电池的负极电势控制所述电池的充电电流,以满足所述目标充电模式。
23.一种电池充电装置,其特征在于,包括:
确定模块,用于确定充电模式;所述充电模式为第一充电模式或第二充电模式,所述第一充电模式与所述第二充电模式的充电功率或充电所用时长不同;
检测模块,用于检测所述电子设备的电池在充电过程中是否发生析锂现象,得到析锂检测结果;
控制模块,用于基于所述析锂检测结果和所述充电模式,控制所述电池的充电电流,以对所述电池充电。
24.一种充电设备,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1至16中任一项所述的电池充电方法或如权利要求17至21中任一项所述的电池充电方法的步骤。
25.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至16中任一项所述的方法或如权利要求17至21中任一项所述的电池充电方法的步骤。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110780695.XA CN115603396A (zh) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | 电池充电方法、装置、充电设备和计算机可读存储介质 |
PCT/CN2022/094321 WO2023279866A1 (zh) | 2021-07-09 | 2022-05-23 | 电池充电方法、装置、充电设备和计算机可读存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110780695.XA CN115603396A (zh) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | 电池充电方法、装置、充电设备和计算机可读存储介质 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115603396A true CN115603396A (zh) | 2023-01-13 |
Family
ID=84800331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110780695.XA Pending CN115603396A (zh) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | 电池充电方法、装置、充电设备和计算机可读存储介质 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115603396A (zh) |
WO (1) | WO2023279866A1 (zh) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106450536B (zh) * | 2016-11-09 | 2018-12-11 | 清华大学 | 一种锂离子电池快速充电方法 |
WO2021035736A1 (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | Oppo广东移动通信有限公司 | 充电控制方法及装置、充电测试方法及系统、电子设备 |
CN112383102B (zh) * | 2020-10-28 | 2024-03-19 | 欣旺达动力科技股份有限公司 | 电池充电方法、电子设备及存储介质 |
CN112615075B (zh) * | 2020-12-16 | 2021-11-09 | 清华大学 | 电池快速充电方法及计算机设备 |
-
2021
- 2021-07-09 CN CN202110780695.XA patent/CN115603396A/zh active Pending
-
2022
- 2022-05-23 WO PCT/CN2022/094321 patent/WO2023279866A1/zh active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023279866A1 (zh) | 2023-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114619925B (zh) | 锂离子电池低温快充加热方法、装置、设备和存储介质 | |
CN107452997B (zh) | 基于锂表面浓度的基于模型的快速充电方法 | |
CN111301219B (zh) | 一种电动车电池控制方法、系统、设备及可读存储介质 | |
CN110429684B (zh) | 充电控制方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质 | |
KR102350281B1 (ko) | 사용자, 셀 및 온도 인지 기능을 구비한 리튬-이온 배터리 충전 방법 | |
CN103730915A (zh) | 充电控制方法及使用该方法的电子装置 | |
KR20160051571A (ko) | 전지 급속 충전 방법 및 장치 | |
CN106655407A (zh) | 电池充电方法及装置、电子设备、适配器及充电器 | |
US20150155604A1 (en) | System and method for controlling precipitation and dissolution of reaction-related substance in secondary battery | |
CN111896877B (zh) | 电池检测方法、装置、电子设备和存储介质 | |
CN113844335A (zh) | 车载电池的充电方法、车辆和可读存储介质 | |
EP3408128A1 (en) | Control device and method for charging a rechargeable battery | |
CN108155692B (zh) | 一种充放电管理方法及电子设备 | |
CN112332493B (zh) | 锂电池充电电流确定方法、装置、设备及可存储介质 | |
CN111775758B (zh) | 充电站的供电控制方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
KR101583946B1 (ko) | 배터리 충전방법 | |
CN117841755A (zh) | 充电系统的功率控制方法、功率控制装置及存储介质 | |
CN115603396A (zh) | 电池充电方法、装置、充电设备和计算机可读存储介质 | |
CN115663955B (zh) | 一种电池充电的控制方法、系统和设备 | |
CN111384732A (zh) | 用于为车辆的蓄电池充电的方法、蓄电池充电装置以及车辆 | |
CN114987286A (zh) | 一种车辆动力电池的保温方法、装置、车辆及存储介质 | |
CN117639144A (zh) | 一种电池充电方法以及装置 | |
JP2023551836A (ja) | 動力電池充電の方法及び電池管理システム | |
CN113675921A (zh) | 关机电压控制方法、装置、电子设备和存储介质 | |
CN114285102A (zh) | 一种电流控制方法、装置、设备及介质 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |