CN116615853A - 充电方法、装置、车辆及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种充电方法、装置、车辆及计算机可读存储介质,其中,该方法包括:获取目标电池的当前电压;根据所述当前电压确定出所述目标电池的当前电量;根据所述当前电量,确定出所述目标电池的可充电量;获取所述目标电池在充入所述可电量时的实时电压,所述实时电压用于确定所述目标电池的下一次充电的充电截止电压。
Description
本申请涉及充电技术领域,具体而言,涉及一种充电方法、装置、车辆及计算机可读存储介质。
随着电池的使用年限增加,可能会导致电池的老化和极化的增加,电池充入的容量会逐渐降低,导致电池的可使用时间越来越短。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例的目的在于提供一种充电方法、装置、车辆及计算机可读存储介质。能够缓解电池老化,导致充电量降低的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种充电方法,包括:
获取目标电池的当前电压;
根据所述当前电压确定出所述目标电池的当前电量;
根据所述当前电量,确定出所述目标电池的可充电量;
获取所述目标电池在充入所述可充电量时的实时电压,所述实时电压用于确定所述目标电池的下一次充电的充电截止电压。
在一可选的实施方式中,所述根据所述当前电压确定出所述目标电池的当前电量,包括:
根据所述目标电池的电压与荷电状态的对应关系以及所述当前电压,确定出所述目标电池的当前荷电状态;
根据所述当前荷电状态以及所述目标电池的设计电量,确定出所述目标电池的当前电量。
在一可选的实施方式中,所述根据所述当前电量,确定出所述目标电池的可充电量,包括:
根据所述目标电池的设计电量与所述当前电量,确定出所述目标电池的可充电量。
在一可选的实施方式中,所述获取所述目标电池在充入所述可充电量时的实时电压,包括:
获取所述目标电池在充电过程中的电流数据;
根据所述电流数据以及充电时长,确定所述目标电池的充入电量;
获取所述目标电池的充入电量达到所述可充电量时的实时电压。
在一可选的实施方式中,所述根据所述当前电压确定出所述目标电池的当前电量,包括:
判断当前的充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长是否大于第一阈值;
若所述充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长大于第一阈值,则根据所述当前电压确定出所述目标电池的当前电量。
在上述实施方式中,还可以基于更新时间确定出,目标电池的更新频率是否存在太高的情况,若存在,则可以不对充电截止电压进行更新;从而可以避免电池频繁更新上限电压,以提高电池的稳定性。
在一可选的实施方式中,所述方法还包括:
若所述当前电压大于预设电压阈值,以充电截止电压作为所述目标电池的当前次充电电压上限,其中,当前次充电为第一次充电时,则充电截止电压为初始设定的截止电压,当前次充电为第N次充电时,则充电截止电压为初始设定的截止电压,或,第M次充电后确定的充电截止电压,其中,N为大于一的正整数,M为小于N的正整数。
在一可选的实施方式中,所述预设电压阈值通过以下方式确定:
将指定电池在新鲜状态下的原始电压与荷电状态的对应关系,与所述指定电池在老化后的老化电压与荷电状态的对应关系进行对比,以确定出所述原始电压与荷电状态的对应关系与所述老化电压与荷电状态的对应关系的变化临界点,其中,所述变化临界点为,在所述指定电池的电压为小于所述变化临界点的任一电压值时,所述指定电池在原始电压与荷电状态的对应关系下的第一荷电状态与所述指定电池在老化电压与荷电状态的对应关系下的第二荷电状态的差值小于指定数值,所述指定电池为与所述目标电池类型相同的电池;
根据所述变化临界点对应的电压确定出所述预设电压阈值。
在一可选的实施方式中,所述变化临界点包括第一变化临界点和第二变化临界点,所述将指定电池在新鲜状态下的原始电压与荷电状态的对应关系,与所述指定电池在老化后的老化电压与荷电状态的对应关系进行对比,以确定出所述原始电压与荷电状态的对应关系与所述老化电压与荷电状态的对应关系的变化临界点,包括:
获取采用第一老化方式下老化的指定电池的第一老化电压与荷电状态的对应关系;
获取采用第二老化方式下老化的指定电池的第二老化电压与荷电状态的对应关系,其中,所述第一老化方式与所述第二老化方式不同;
将指定电池在新鲜状态下的原始电压与荷电状态的对应关系,与所述指定电池的第一老化电压与荷电状态的对应关系进行对比,以确定出所述原始电压与荷电状态的对应关系与所述第一老化电压与荷电状态的对应关系的第一变化临界点;
将指定电池在新鲜状态下的原始电压与荷电状态的对应关系,与所述指定电池的第二老化电压与荷电状态的对应关系进行对比,以确定出所述原始电压与荷电状态的对应关系与所述第二老化电压与荷电状态的对应关系的第二变化临界点;
所述根据所述变化临界点对应的电压确定出所述预设电压阈值,包括:
根据所述第一变化临界点对应的第一电压和所述第二变化临界点对应的第二电压确定出所述预设电压阈值。
在一可选的实施方式中,所述根据所述第一变化临界点对应的第一电压和所述第二变化临界点对应的第二电压确定出所述预设电压阈值,包括:
对所述第一变化临界点对应的第一电压和所述第二变化临界点对应的第二电压进行加权求和,以得到所述预设电压阈值。
在一可选的实施方式中,所述以充电截止电压作为所述目标电池的当前次充电电压上限,包括:
判断当前的充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长是否大于第二阈值;
若所述充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长小于所述第二阈值,则以所述充电截止电压作为所述目标电池的当前次充电的电压上限;
若所述充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长大于所述第二阈值,则输出需要更新充电截止电压的提示消息。
在上述实施方式中,通过上述判断流程,可以在电池太长时间没更新截止电压时,可以进行提示,以辅助电池能够实现更新截止电压,以稳定地实现电池的截止电压的更新。
在一可选的实施方式中,所述目标电池的单位面积的负极容量与单位面积的正极容量负极容量的比值在数值区间[0.8,1.1]内。
在上述实施方式中,通过限定电池的单位面积的负极容量与单位面积的正极容量负极容量的比值,以减少电池的阳极的用量,可以弥足降低初始上限电压造成的能量密度损失,达到兼顾长寿命和高能量密度的效果。
第二方面,本申请实施例提供一种充电装置,包括:
第一获取模块,用于获取目标电池的当前电压;
第一确定模块,用于根据所述当前电压确定出所述目标电池的当前电量;
第二确定模块,用于根据所述当前电量,确定出所述目标电池的可充电量;
第二获取模块,用于获取所述目标电池在充入所述可充电量时的实时电压,所述实时电压用于确定所述目标电池的下一次充电的充电截止电压。
第三方面,本申请实施例提供一种车辆,包括:目标电池、控制器、存储器,所述存储器存储有所述控制器可执行的机器可读指令,当车辆为所述目标电池充电时,所述机器可读指令被所述控制器执行时执行上述的方法的步骤。
第四方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行上述的方法的步骤。
本申请实施例提供的充电方法、装置、车辆及计算机可读存储介质,采用在需要充电的电池的当前电压满足条件时,可以对电池的充电截止电压进行调整,从而可以使阴极脱出更多的锂弥补容量的损失,以此使电池每次充入的容量变化较小或保持不变,从而获得超长的使用寿命。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的充电方法中涉及的预设电压阈值的确定的流程图;
图2为采用第一老化方式得到的老化电压与荷电状态的对应关系,与原始电压与荷电状态的对应关系的比较示意图;
图3为采用第二老化方式得到的老化电压与荷电状态的对应关系,与原始电压与荷电状态的对应关系的比较示意图;
图4为本申请实施例提供的充电方法的流程图;
图5为本申请实施例提供的充电方法的步骤230的详细流程图;
图6为一个实例中的电压与荷电状态的对应关系曲线示意图;
图7为本申请实施例提供的充电方法的步骤270的详细流程图;
图8为本申请实施例提供的充电方法的另一流程图;
图9为本申请实施例提供的充电方法的步骤240的详细流程图;
图10为本申请实施例提供的充电方法的调整充电截止电压后的电压与荷电状态的对应关系曲线示意图;
图11为本申请实施例提供的充电装置的功能模块方框示意图;
图12为本申请实施例提供的车辆的方框示意图。
下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
电池的老化会导致,会导致电池可充容量越来越少。因此,本申请发明人基于这一现状对电池的充电情况进行研究,了解到随着电池的老化,会导致电池的电压与荷电状态的对应关系会发生改变,如果还是基于原始的截止电压对充电进行控制会导致电池可以充入的电量变少。
基于上述研究,本申请实施例提供的一种充电方法、装置、车辆及刻度存储介质,通过电池使用过程中逐步增大上限电压,实现容量无衰减,下面通过几个实施例进行描述。
本申请的发明人在研究中发现虽然电池整体电压与荷电状态的对应关系会随老化发生变化,但在低于某个电压阈值Vx的电压区间,电池的电压与荷电状态的对应关系变化很小,可认为该区间电池电压对应的容量不随电池老化而发生变化,即在低于电压阈值Vx的电压区间通过电压与荷电状态的对应关系可以相对准确的确定出电池的当前剩余容量,以及可以基于电池的剩余容量计算出可以充入所需容量。其中,所需容量等于额定容量减当前剩余容量。
但是随着电池的老化,电池整体的电压与荷电状态的对应关系会发生变化,此时如果基于原始的电压与荷电状态的对应关系读取电池的剩余电量,则可能会存在读数错误。
因此,可以基于在电池的电压小于电压阈值Vx时,计算出可充入所需容量,然后记录充入可充入所需容量后电池的电压,并将此电压作为下一次的充电截止电压,并以此方式不断的增大充电截止电压,从而实现电池容量的无衰减。
因此在对电池充电之前,可以先基于电压与荷电状态的对应关系确定出电池对应的电压阈值。该电压阈值用于判断是否需要对充电截止电压进行调整。
本实施例中,如图1所示,预设电压阈值可以通过步骤110和步骤120。
步骤110,将指定电池在新鲜状态下的原始电压与荷电状态的对应关系,与指定电池在老化后的老化电压与荷电状态的对应关系进行对比,以确定出原始电压与荷电状态的对应关系与老化电压与荷电状态的对应关系的变化临界点。
其中,上述新鲜状态下表示指定电池在还未发生老化现象的状态,且该指定电池的电压与荷电状态的对应关系满足该指定电池原始设计的电压与荷电状态的对应关系。例如,指定电池原始设计的为电压与荷电状态的对应关系为:电压为p1时,荷电状态为60%,电压为p2时,荷电状态为100%,则该指定电池当前电压为p1时,该指定电池的当前容量为该指定电池的额定容量的60%,则该指定电池当前电压为p2时,该指定电池的当前容量为该指定电池的额定容量的100%。
其中,变化临界点为,在指定电池的电压为小于变化临界点对应的电压的任一电压值时,指定电池在原始电压与荷电状态的对应关系下的第一荷电状态与指定电池在老化电压与荷电状态的对应关系下的第二荷电状态的差值小于指定数值,指定电池为与目标电池类型相同的电池。
可选地,也可以采用多种老化方式得到不同的老化电压与荷电状态的对应关系。以两种老化方式为例,可以获取采用第一老化方式下老化的指定电池的第一老化电压与荷电状态的对应关系,获取采用第二老化方式下老化的指定电池的第二老化电压与荷电状态的对应关系。
其中,第一老化方式与第二老化方式不同。
可选地,该第一老化方式可以是循环方式,例如,可以在25℃下,1C/1C循环1000圈。如图2所示,图2为采用第一老化方式得到的老化电压与荷电状态的对应关系,与原始电压与荷电状态的对应关系的比较示意图。其中,图2所示中的Fresh表示新鲜状态下的电压与荷电状态的对应关系曲线,图示中的Aged表示第一老化方式下老化后的老化电压与荷电状态的对应关系曲线。图2所示的实例中的横坐标表示电池的荷电状态(State of Charge,简称:SOC),纵坐标表示电池的开路电压(Open Circuit Voltage,简称OCV)。在低电压区间,电压与荷电状态的对应关系曲线基本重合,随着电压逐渐升高,老化前后的电压与荷电状态的对应关系曲线出现分叉,此处该分叉的临界点对应的电压定义为变化临界点。如图2所示,采用第一老化方式得到的老化电压与荷电状态的对应关系曲线与电压与荷电状态的对应关系曲线的变化临界点为电压值在3.6至3.8 之间的一个值,荷电状态为40%。其中,该荷电状态为电池的当前容量与电池的额定容量的比值。
将指定电池在新鲜状态下的原始电压与荷电状态的对应关系,与指定电池的第一老化电压与荷电状态的对应关系进行对比,以确定出原始电压与荷电状态的对应关系与第一老化电压与荷电状态的对应关系的第一变化临界点。在图2所示的实例中,该第一变化临界点可以为第一老化电压与荷电状态的对应关系曲线与原始电压与荷电状态的对应关系曲线的交点,也可以是交点周围的一个点。
可选地,该第二老化方式可以是存储方式,例如,可以在60℃下存储120天。如图3所示,图3为采用第二老化方式得到的老化电压与荷电状态的对应关系,与原始电压与荷电状态的对应关系的比较示意图。图3所示的实例中的Fresh表示新鲜状态下的电压与荷电状态的对应关系曲线,图示中的Aged表示第二老化方式下老化后的老化电压与荷电状态的对应关系曲线。图3所示的实例中的横坐标表示电池的SOC,纵坐标表示电池的OCV。如图3所示,采用第二老化方式得到的老化电压与荷电状态的对应关系曲线与电压与荷电状态的对应关系曲线的变化临界点为电压值在3.6至3.8之间的一个值,荷电状态为30%至40%之间的一个值。
示例性地,可以将指定电池在新鲜状态下的原始电压与荷电状态的对应关系,与指定电池的第二老化电压与荷电状态的对应关系进行对比,以确定出原始电压与荷电状态的对应关系与第二老化电压与荷电状态的对应关系的第二变化临界点。在图3所示的实例中,该第二变化临界点可以为第二老化电压与荷电状态的对应关系曲线与原始电压与荷电状态的对应关系曲线的交点,也可以是交点周围的一个点。例如,交点周围的一个点对应的荷电状态比与变化临界点对应的荷电状态的差值小于3%、2%、或2.5%等值。
步骤120,根据变化临界点对应的电压确定出预设电压阈值。
可选地,若仅筛选出一个变化临界点,该预设电压阈值可以等于该变化临界点对应的电压;该预设电压阈值也可以为该变化临界点对应的电压值的指定倍数。
例如,Vx=a*Vp;
其中,Vx表示预设电压阈值;a表示指定倍数;Vp可以表示变化临界点对应的电压。示例性地,该a的取值可以为(0.9,1.1)之间的一个值。
可选地,若筛选出多个变化临界点,该预设电压阈值可以等于该多个变化临界点对应的电压加权求和。
以筛选出两个临界点为例:Vx=a1*Vp1+a2*Vp2;
其中,Vx表示预设电压阈值;a1、a2分别表示第一电压和第二电压的权重;Vp1可以表示第一变化临界点对应的第一电压;Vp2可以表示第 二变化临界点对应的第二电压。示例性地,a1+a2=1。该a1、a2的取值可以按照需求设定。
可以理解的是,电池的型号不同、电池的材料不同对应的预设阈值电压也可能不同。
下面结合图4,对本申请实施例提供的充电方法进行阐述。
步骤210,获取目标电池的当前电压。
本实施例中,目标电池的单位面积的负极容量与单位面积的正极容量负极容量的比值(N/P)在数值区间[0.8,1.1]内。例如,目标电池的N/P可以设定为0.8、0.9、0.95、1、1.01、1.1等值。
本实施例中,步骤210可以在充电开始时执行。在充电开始时,获取目标电池的当前电压,则该当前电压表示目标电池充电开始时的电压。
步骤230,根据当前电压确定出目标电池的当前电量。
其中,可以在当前电压小于该目标电池对应的预设电压阈值时,再执行该步骤230。
可选地,如图5所示,目标电池的当前电压可以通过步骤231和步骤232确定。
步骤231,根据目标电池的电压与荷电状态的对应关系以及当前电压,确定出目标电池的当前荷电状态。
示例性地,目标电池的电压与荷电状态的对应关系可以表示图6所示的电压与荷电状态的关系,则可以基于图6所示的电压与荷电状态的对应关系,根据当前电压确定出目标电池的当前荷电状态。其中,图6的横坐标表示目标电池的SOC,纵坐标表示目标电池的OCV。
例如,若目标电池的当前电压为3.5,基于图6所示的电压与荷电状态的对应关系可以确定出目标电池的当前荷电状态为20%。再例如,若目标电池的当前电压为3.54,基于图6所示的电压与荷电状态的对应关系可以确定出目标电池的当前荷电状态为30%。
步骤232,根据当前荷电状态以及目标电池的设计电量,确定出目标电池的当前电量。
其中,设计电量可以表示目标电池被设计的总容量。
可选地,可以根据设计电量乘以当前荷电状态的取值,以得到目标电池的当前电量。
例如,目标电池的当前电量可表示为:C1=SOCt*C;
其中,C1表示目标电池的当前电量;C表示目标电池的设计电量;SOCt表示目标电池的当前荷电状态。
可选地,为了避免频繁对电池的充电截止电压的更新。可以在更新之前可以先确定出上次更新的时间。基于此,步骤230可以包括步骤233和步骤234。
步骤233,判断当前的充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长是否大于第一阈值。
该第一阈值可以是按需设定的值。例如,若需要目标电池最多三天更新一次,则第一阈值可以是三天。例如,若需要目标电池每天最多每天更新一次,则第一阈值可以是一天。例如,若需要目标电池每天最多每周更新一次,则第一阈值可以是七天。
若充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长大于第一阈值,则执行根据当前电压确定出目标电池的当前电量。
步骤250,根据当前电量,确定出目标电池的可充电量。
可以根据目标电池的设计电量与当前电量,确定出目标电池的可充电量。
例如,目标电池的可充电量可表示为:C2=C-C1。
步骤270,获取目标电池在充入可充电量时的实时电压,实时电压用于确定目标电池的下一次充电的充电截止电压。
本实施例中,在目标电池充入可充电量后,得到目标电池的实时电压,并根据该实时电压确定出目标电池的下一次充电的充电截止电压。
本实施例中,上述充电截止电压可随着电池的使用而更新。
在一可选的实施方式中,如图7所示,目标电池的实时电压可以通过以下步骤实现。
步骤271,获取目标电池在充电过程中的电流数据。
步骤272,根据电流数据以及充电时长,确定目标电池的充入电量。
示例性地,可以计算电流数据与充电时间的积分,以得到目标电池的充入电量。
步骤273,获取目标电池的充入电量达到可充电量时的实时电压。
可选地,实时监控目标电池充入的电量,在充入电量达到可充电量时,获取目标电池的实时电压。
在一种情况下,目标电池在充电开始时的当前电压大于预设电压阈值,则此时与电压与荷电状态的对应关系难以准确的确定出目标电池的当前电量,则可以采用历史计算得到的最新的充电截止电压对目标电池的充电进行管控。基于上述研究,如图8所示,本实施例中的充电方法还可以包括步骤220和步骤240。
步骤220,判断目标电池的当前电压是否小于预设电压阈值。
若目标电池的当前电压不小于预设电压阈值,则执行步骤240。
步骤240,以充电截止电压作为目标电池的当前次充电电压上限。
示例性地,可以在目标电池的当前电压大于预设电压阈值时,执行步骤240。
其中,当前次充电为第一次充电时,由于目标电池的充电截止电压还未被更新过,则充电截止电压为初始设定的截止电压。
本实施例中,该初始设定的截止电压小于目标电池的上限保护电压。
当前次充电为第N次充电时,目标电池的充电截止电压可能还未被更新过,则当前的充电截止电压可以为初始设定的截止电压,其中,N为大于一的正整数。
当前次充电为第N次充电时,目标电池的充电截止电压被更新过,则当前的充电截止电压不是初始设定的截止电压,当前的充电截止电压可以是第M次充电后确定的充电截止电压,其中,M为小于N的正整数,M的取值可能为N-1,也可能为更小的值。
本实施例中,目标电池的充电截止电压均为最新更新或设定的截止电压。
为了避免由于长时间达不到充电截止电压更新的条件,也可以按照需求输出提示消息,以达到提醒对电池进行一些处理,以使充电截止电压能够被更新。
在目标电池的充电开始时的当前电压不满足更新条件时,则还可以对充电截止电压的最新更新时间进行判断,如图9所示,此时步骤240可以包括:步骤241至步骤243。
步骤241,判断当前的充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长是否大于第二阈值。
若充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长小于或等于第二阈值,则执行步骤242。若充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长大于第二阈值,则执行步骤243。可选地,在若充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长大于第二阈值,也可以执行步骤242和步骤243。
该第二阈值可以是按照需求设定的值。例如,需要目标电池的充电截止电压在每周都至少更新一次,第二阈值则可以为五天、六天、七天。例如,需要目标电池的充电截止电压在每个月都至少更新一次,第二阈值则可以为二十五天、二十八天、三十天等。
步骤242,以充电截止电压作为目标电池的当前次充电的电压上限。
步骤243,输出需要更新充电截止电压的提示消息。
可选地,该提示消息可以语音消息、文字消息、动画消息等。该提示消息用于提示用户目标电池的充电截止电压需要更新。例如,该提示消息可以包括:当前车辆的电池存在老化,需更新。再例如,该提示消息可以包括:请将电量使用至X%以下,以方便对电池更新。其中,X%可以为预设阈值电压对应的荷电状态(State of Charge,简称:SOC)。
示例性地,可以在目标电池所属车辆上的行车电脑上输出该提示消息。
示例性地,可以将该提示消息发送给目标电池所属车辆关联的移动终端。
下面通过一个实例描述本申请实施例提供的充电方法的过程。
以目标电池是设计容量C=120Ah的三元Ni50/石墨体系锂离子电池,目标电池设计的N/P=1,目标电池上限保护电压4.35V,目标电池的下限保护电压2.8V。
电池管理系统(Battery Management System,简称:BMS)预设单电池设计使用容量C=120Ah,初始设定的充电截止电压可以设定为4.20V,基于老化前后的电压与荷电状态的对应关系,确定出预设电压阈值Vx=3.55V。
示例性地,目标电池的电压与荷电状态对应的关系获取方式如下:
将目标电池完全放电后,采用0.33C电流大小进行充电,每充入6Ah(5%SOC的设计容量),静置2h,记录静置后的目标电池的电压,即可以得到该SOC下对应的OCV,以此往复,得到不同SOC下对应的OCV,得到OCV-SOC对应关系(具体可以参阅图6所示的实例)。
示例性地,在充电开始时,检测目标电池的当前电压电池OCV为3.8V,经判断该当前电压大于预设阈值电压3.55V,该次充电维持初始预设的充电截止电压V0=4.2V不变,充电电压区间保持2.8-4.2V。
示例性地,在充电开始时,检测到目标电池的当前电压为3.5V,该当前电压小于预设阈值电压3.55V,根据OCV-SOC对应关系,得到此时目标电池对应的SOC为20%SOC,电池对应的当前容量为24Ah,根据设计容量120Ah,计算得到可充电量为96Ah,则此次可以为该目标电池充入96Ah容量,在充入96Ah容量后,记录此时充电末端的实时电压V1为4.23V,则可以将该V1作为更新的充电截止电压,后续充电的电压上限则为4.23V,即目标电池的充电的电压区间调整为2.8-4.23V。
进一步地,再一次充电开始时,检测到目标电池的当前电压为3.54V,该当前电压小于预设阈值电压3.55V,根据OCV-SOC对应关系,得到此时目标电池对应的SOC为30%SOC,电池对应的当前容量为36Ah,根据设计容量120Ah,计算得到可充电量为84Ah,则此次可以为该目标电池充入84Ah容量,在充入84Ah容量后,记录此时充电末端的实时电压V2为4.3V,则可以将该V2作为更新的充电截止电压,后续充电的电压上限则为4.3V,即目标电池的充电的电压区间调整为2.8-4.3V。以此类推,在实际充电中,可以经过多次增大充电截止电压后,实现逐步增大充电截止电压。如图10所示,通过两次调整充电截止电压,充电截止电压分别为V0、V1、V2,可以实现技术电压与荷电状态的对应关系发生 改变,也能够通过改变后的充电截止电压,实现充入目标电池的SOC达到100%。
本申请实施例提供的充电方法,随着使用过程中电池的老化逐步增加充电截止电压,使阴极脱出更多的锂弥补容量的损失,以此保证电池每次充入的容量不变,维持电池的容量不衰减,从而获得超长的使用寿命。
进一步地,研究表明,一般锂离子电池在正常使用工况下,最终失效模式是活性锂发生的一系列副反应、以及阴极材料局部晶体结构改变导致的容量损失,而阳极活性材料石墨的电化学活性基本不变。因此,本申请实施例中通过降低电池设计N/P,减少阳极的用量,可以弥足降低初始上限电压造成的能量密度损失,达到兼顾长寿命和高能量密度的效果。
基于同一申请构思,本申请实施例中还提供了与充电方法对应的充电装置,由于充电装置解决问题的原理与前述的充电方法实施例相似,因此充电装置的实施可以参见上述方法的实施例中的描述,重复之处不再赘述。
请参阅图11,是本申请实施例提供的充电装置的功能模块示意图。本实施例中的充电装置中的各个模块用于执行上述方法实施例中的各个步骤。充电装置包括:第一获取模块310、第一确定模块320、第二确定模块330以及第二获取模块340;其中各个模块的功能如下所示。
第一获取模块310,用于获取目标电池的当前电压。
第一确定模块320,用于根据当前电压确定出目标电池的当前电量。
第二确定模块330,用于根据当前电量,确定出目标电池的可充电量。
第二获取模块340,用于获取目标电池在充入可充电量时的实时电压,实时电压用于确定目标电池的下一次充电的充电截止电压。
一种可能的实施方式中,第一确定模块320,用于:
根据目标电池的电压与荷电状态的对应关系以及当前电压,确定出目标电池的当前荷电状态;
根据当前荷电状态以及目标电池的设计电量,确定出目标电池的当前电量。
一种可能的实施方式中,第二确定模块330,用于:
根据目标电池的设计电量与当前电量,确定出目标电池的可充电量。
一种可能的实施方式中,第二获取模块340,用于:
获取目标电池在充电过程中的电流数据;
根据电流数据以及充电时长,确定目标电池的充入电量;
获取目标电池的充入电量达到可充电量时的实时电压。
一种可能的实施方式中,第一确定模块320,用于:
判断当前的充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长是否大于第一阈值;
若充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长大于第一阈值,则根据当前电压确定出目标电池的当前电量;
若充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长小于第一阈值,则以充电截止电压作为目标电池的当前次充电的电压上限。
一种可能的实施方式中,本实施例的充电装置还可以包括:充电模块,用于若当前电压大于预设电压阈值,以充电截止电压作为目标电池的当前次充电电压上限,其中,当前次充电为第一次充电时,则充电截止电压为初始设定的截止电压,当前次充电为第N次充电时,则充电截止电压为初始设定的截止电压,或,第M次充电后确定的充电截止电压,其中,N为大于一的正整数,M为小于N的正整数。
一种可能的实施方式中,充电模块,用于:
判断当前的充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长是否大于第二阈值;
若充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长小于第二阈值,则以充电截止电压作为目标电池的当前次充电的电压上限;
若充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长大于第二阈值,则输出需要更新充电截止电压的提示消息。
一种可能的实施方式中,目标电池的单位面积的负极容量与单位面积的正极容量负极容量的比值在数值区间[0.8,1.1]内。
本申请实施例还提供一种车辆,如图12所示,本实施例中的车辆400可以包括:电池410、控制器420、存储器430。
其中,该存储器430存储有该控制器420可执行的机器可读指令,当车辆为电池充电时,机器可读指令被控制器420执行时可以实现实施例一提供的充电方法中的各个步骤。
在本申请实施例中,控制器420为用于实现电池管理的电池管理系统。
当然本实施例中的车辆还可以包括其他部件。例如,该车辆还可以包括空调设备、行车记录仪、行车电脑等。具体可以根据车辆的功能需求设置车辆上所包含的部件,本申请实施例并不以车辆上所包含的其它组件为限。
此外,本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例中的充电方法的步骤。
本申请实施例所提供的充电方法的计算机程序产品,包括存储了程序代码的计算机可读存储介质,程序代码包括的指令可用于执行上述方法实施例中的充电方法的步骤,具体可参见上述方法实施例,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,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。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
- 一种充电方法,其特征在于,包括:获取目标电池的当前电压;根据所述当前电压确定出所述目标电池的当前电量;根据所述当前电量,确定出所述目标电池的可充电量;获取所述目标电池在充入所述可充电量时的实时电压,所述实时电压用于确定所述目标电池的下一次充电的充电截止电压。
- 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前电压确定出所述目标电池的当前电量,包括:根据所述目标电池的电压与荷电状态的对应关系以及所述当前电压,确定出所述目标电池的当前荷电状态;根据所述当前荷电状态以及所述目标电池的设计电量,确定出所述目标电池的当前电量。
- 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前电量,确定出所述目标电池的可充电量,包括:根据所述目标电池的设计电量与所述当前电量,确定出所述目标电池的可充电量。
- 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述目标电池在充入所述可充电量时的实时电压,包括:获取所述目标电池在充电过程中的电流数据;根据所述电流数据以及充电时长,确定所述目标电池的充入电量;获取所述目标电池的充入电量达到所述可充电量时的实时电压。
- 根据权利要求1-4任意一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前电压确定出所述目标电池的当前电量,包括:判断当前的充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长是否大于第一阈值;若所述充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长大于第一阈值,则根据所述当前电压确定出所述目标电池的当前电量。
- 根据权利要求1-5任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:若所述当前电压大于预设电压阈值,以充电截止电压作为所述目标电池的当前次充电电压上限,其中,当前次充电为第一次充电时,则充电截止电压为初始设定的截止电压,当前次充电为第N次充电时,则充电截止电压为初始设定的截止电压,或,第M次充电后更新得到的充电截止电压,其中,N为大于一的正整数,M为小于N的正整数。
- 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述以充电截止电压作为所述目标电池的当前次充电电压上限,包括:判断当前的充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长是否大于第二阈值;若所述充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长小于所述第二阈值,则以所述充电截止电压作为所述目标电池的当前次充电的电压上限;若所述充电截止电压的最新更新时间与当前时间之间的时长大于所述第二阈值,则输出需要更新充电截止电压的提示消息。
- 根据权利要求1-7任意一项所述的充电方法,其特征在于,所述目标电池的单位面积的负极容量与单位面积的正极容量负极容量的比值在数值区间[0.8,1.1]内。
- 一种充电装置,其特征在于,包括:第一获取模块,用于获取目标电池的当前电压;第一确定模块,用于根据所述当前电压确定出所述目标电池的当前电量;第二确定模块,用于根据所述当前电量,确定出所述目标电池的可充电量;第二获取模块,用于获取所述目标电池在充入所述可充电量时的实时电压,所述实时电压用于确定所述目标电池的下一次充电的充电截止电压。
- 一种车辆,其特征在于,包括:目标电池、控制器、存储器,所述存储器存储有所述控制器可执行的机器可读指令,当车辆为所述目标电池充电时,所述机器可读指令被所述控制器执行时执行如权利要求1至8任一所述的方法的步骤。
- 一种计算机可读存储介质,其特征在于,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至8任一所述的方法的步骤。
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