CN116722621A - 一种充电器的充电方法及其充电器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种充电器的充电方法，所述充电方法包括第一充电模式和第二充电模式，以所述第一充电模式给电池充电的过充电量是第一过充电量，以所述第二充电模式给电池充电的过充电量是第二过充电量，所述第一过充电量的值为X，X为正数，所述第二过充电量的值为Y，Y为正数、零或负数，且X>Y，其特征在于，所述充电方法还包括获取所述电池初始荷电态的步骤，根据电池初始荷电态的大小控制第二充电模式单元充入的第二过充电量，所述第二过充电量与所述电池初始荷电态的大小成反比。本发明还提供一种充电器。本发明的充电器和充电方法可以实现电池寿命和用户骑行感的兼顾。

Description

一种充电器的充电方法及其充电器
技术领域
本发明涉及蓄电池充电领域。
背景技术
目前铅酸蓄电池充电的过程中，通常使用三段式充电，即初始快充阶段、中间缓充阶段、后期均衡充电阶段。初始使用大电流，以缩短充电时间；电池电压上升到一定数值后，改用恒压，以控制电池失水；基本充满后改为小电流均衡补电，以减小对蓄电池的损害并完成均衡充电。目前的充电器在每一次给电池充电时，并保证电池的充入电量，以及解决硫化问题，均使用完全一致的过充模式进行充电，然而由于对电池进行同一过充模式持续过充，会导致电池失水过大，影响电池寿命，申请人在2021年的国际申请PCT/CN2021/076571，通过不同充电模式之间进行切换，也就是在过充充电和不充足充电之间进行切换，来解决上述问题，然后不充足虽然能解决减少失水的问题，由于反复的不充足电，带来界面越来越厚的问题，以至界面无法修复，影响电池的放电容量、甚至于电池提前失效。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种充电器的充电方法，所述充电方法包括第一充电模式和第二充电模式，以所述第一充电模式给电池充电的过充电量是第一过充电量，以所述第二充电模式给电池充电的过充电量是第二过充电量，所述第一过充电量的值为X，X为正数，所述第二过充电量的值为Y，Y为正数、零或负数，且X>Y，其特征在于，所述充电方法还包括获取所述电池初始荷电态的步骤，根据电池初始荷电态的大小控制第二充电模式单元充入的第二过充电量，所述第二过充电量与所述电池初始荷电态的大小成反比。
进一步地，所述充电方法包括最后充电阶段，通过控制所述最后充电阶段的充入电量来控制所述电池第一过充电量和所述电池第二过充电量。
进一步地，所述最后充电阶段的第一充电模式的充电电流I1、充电时间T1，所述最后充电阶段的第二充电模式的充电电流I2、充电时间T2，I1＝I2，T1>T2。
进一步地，所述最后充电阶段的第二过充充电的充电时间T2与电池初始荷电态的大小成反比。
进一步地，所述最后充电阶段为恒流充电。
进一步地，所述第一充电模式和所述第二充电模式均为过充充电模式。
进一步地，所述充电方法还至少设置有第一温度区间和第二温度区间，所述第一温度区间的温度高于所述第二温度区间的温度，所述充电方法还包括获取温度的步骤，当获取的温度位于所述第一温度区间时，所述第一充电模式为过充充电模式，所述第二充电模式为非过充充电模式，当获取的温度位于所述第二温度区间时，所述第一充电模式为过充充电模式和所述第二充电模式均为过充充电模式。
进一步地，所述充电方法还包括获取温度的步骤，所述第一充电模式的第一过充电量随着所述获取温度的降低而增加。
进一步地，所述第一充电模式充电第一充电次数后切换至所述第二充电模式充电，在所述第二充电模式充电第二充电次数后切换至所述第一充电模式充电，所述充电方法还包括获取温度的步骤，所述第一充电次数与所述第二充电次数之比值随着获取温度的降低而增加。
进一步地，所述第一充电次数随着获取温度的降低而增加。
进一步地，所述充电方法用于给铅酸蓄电池充电。
本发明还保护了一种充电器，包括第一充电模式单元、第二充电模式单元、电池初始电压获取单元以及控制单元，所述第一充电模式单元给电池充电的过充电量是第一过充电量，所述第二充电模式单元给电池充电的过充电量是第二过充电量，所述第一过充电量的值为X，X为正数，所述第二过充电量的值为Y，Y为正数、零或负数，且X>Y，所述控制单元在所述第一充电模式单元充电第一充电次数后切换至所述第二充电模式单元充电，在所述第二充电模式单元充电第二充电次数后切换至所述第一充电模式单元充电，所述控制单元还用于根据上述电池初始电压获取单元获取的电池初始电压来控制所述第二过充电量，所述第二过充电量与所述电池初始荷电态的大小成反比。
进一步地，所述充电器用于给铅酸蓄电池充电。
本发明还保护一种充电器，包括第一充电模式单元、第二充电模式单元、电池初始荷电态获取单元以及控制单元，所述第一充电模式单元给电池充电的过充电量是第一过充电量，所述第二充电模式单元给电池充电的过充电量是第二过充电量，所述第一过充电量的值为X，X为正数，所述第二过充电量的值为Y，Y为正数、零或负数，且X>Y，所述控制单元在所述第一充电模式单元充电第一充电次数后切换至所述第二充电模式单元充电，在所述第二充电模式单元充电第二充电次数后切换至所述第一充电模式单元充电，所述控制单元还用于根据上述电池初始荷电态获取单元获取的电池初始荷电态来控制所述第二过充电量，所述第二过充电量与所述电池初始荷电态的大小成反比。
进一步地，所述电池初始荷电态获取单元为电池初始电压获取单元，所述第二过充电量与所述电池初始电压的大小成反比。
进一步地，所述控制单元在所述第一充电模式单元充电第一充电次数后切换至所述第二充电模式单元充电，在所述第二充电模式单元充电第二充电次数后切换至所述第一充电模式单元充电，还包括温度获取单元，所述控制单元还用于根据所述温度获取单元获取的温度调整所述第一充电次数与所述第二充电次数之比值，随着所述温度获取单元获取的温度的降低所述比值增加。
进一步地，所述充电器还至少设置有第一温度区间和第二温度区间，所述第一温度区间的温度高于所述第二温度区间的温度，所述充电器还包括温度获取单元，当所述温度获取单元获取的温度位于所述第一温度区间时，所述第一充电模式单元为过充充电模式，所述第二充电模式单元为非过充充电模式，当所述温度获取单元获取的温度位于所述第二温度区间时，所述第一充电模式单元为过充充电模式和所述第二充电模式单元均为过充充电模式。
进一步地，所述充电器还包括温度获取单元，随着所述获取温度的降低所述控制单元控制所述第一充电模式的第一过充电量增加。
进一步地，所述充电器用于给铅酸蓄电池充电。
本发明的充电器和充电方法可以实现电池寿命和用户骑行感的兼顾。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。
本发明的充电器包括第一充电模式单元、第二充电模式单元、电池初始荷电态获取单元以及控制单元，第一充电模式单元给电池充电的过充电量是第一过充电量，第二充电模式单元给电池充电的过充电量是第二过充电量，第一过充电量的值为X，X为正数，第二过充电量的值为Y，Y为正数、零或负数，且X>Y，第一充电模式为过充充电模式，当Y为正数时，第二充电模式也为过充充电模式，当Y为零或负数时，第二充电模式为非过充充电模式，当Y为负数时，第二充电模式为非充满充电模式，当Y为零时，第二充电模式为充满充电模式，控制单元在第一充电模式单元充电第一充电次数后切换至第二充电模式单元充电，在第二充电模式单元充电第二充电次数后切换至第一充电模式单元充电，控制单元还用于根据上述电池初始荷电态获取单元获取的电池初始荷电态来控制第二过充电量，也就是控制单元控制第二充电模式单元充入的第二过充电量与电池初始荷电态的大小成反比。电池初始荷电态获取单元可以是电池初始电压获取单元等所有可以表征电池初始荷电态的充电参数获取单元，第二充电模式单元充入的第二过充电量与获取的表征电池初始荷电态的电池初始电压的大小成反比。本发明的充电器还包括温度获取单元，控制单元还用于根据温度获取单元获取的温度调整第一充电次数与第二充电次数之比值，随着温度获取单元获取的温度的降低所述比值增加。
本发明的充电器还至少设置有第一温度区间和第二温度区间，第一温度区间的温度高于第二温度区间的温度，充电器还包括温度获取单元，当温度获取单元获取的温度位于第一温度区间时，第一充电模式单元为过充充电模式，第二充电模式单元为非过充充电模式，当温度获取单元获取的温度位于第二温度区间时，第一充电模式单元为过充充电模式和第二充电模式单元均为过充充电模式。最好随着温度获取单元获取温度的降低，控制单元控制第一充电模式的第一过充电量增加。
本发明充电器的充电方法包括第一充电模式和第二充电模式，以第一充电模式给电池充电的过充电量是第一过充电量，以第二充电模式给电池充电的过充电量是第二过充电量，第一过充电量的值为X，X为正数，所述第二过充电量的值为Y，Y为正数、零或负数，且X>Y，第一充电模式为过充充电模式，当Y为正数时，第二充电模式也为过充充电模式，当Y为零或负数时，第二充电模式为非过充充电模式，当Y为负数时，第二充电模式为非充满充电模式，当Y为零时，第二充电模式为充满充电模式，本发明的充电方法通过控制单元在第一充电模式充电第一充电次数后切换至第二充电模充电，在第二充电模式充电第二充电次数后切换至第一充电模式充电，本发明的充电方法还包括获取电池初始荷电态的步骤，控制单元根据获取的电池初始荷电态的大小控制第二充电模式充入的第二过充电量，第二过充电量与获取的电池初始荷电态的大小成反比。
本发明的充电方法包括最后充电阶段，本发明的电池第一过充电量和电池第二过充电量最好通过控制最后充电阶段的充入电量来实现。本发明的充电方法为控制最后充电阶段充入的过充电量，最好通过控制最后充电阶段的充电时间来确定，最后充电阶段的第一充电模式的充电电流I1、充电时间T1，最后充电阶段的第二充电模式的充电电流I2、充电时间T2，最好I1＝I2，T1>T2，这样通过时间的调整就可以是实现过充充电的过充电量的不同，程序简单易实现。同样，通过设置第二过充充电的充电时间T2与电池开始充电时的荷电态的大小成反比，实现第二过充充电的过充电量与电池开始充电时的荷电态的大小成反比。当电池开始充电时的荷电态较高时，此时最后充电阶段的充电时间T2可以根据需要设置相对较短，也可能此时第二充电模式为非充满状态，即此时的过充电量为负值。当然本发明的第一充电模式和第二充电模式也可以均为过充充电模式，这样更有利于界面修复保证电池的放电能力，同时也可以兼顾电池的使用寿命。通过电池开始充电时的荷电态来控制第二过充充电的充电时间可以在保证电池放电能力的同时尽可能的少失水从而延长电池寿命，也就是保证用户骑行感和电池使用寿命的均衡性。
本发明的充电方法，还至少设置有第一温度区间和第二温度区间，第一温度区间的温度高于第二温度区间的温度，本发明的充电方法还包括获取温度的步骤，当获取的温度位于第一温度区间时，第一充电模式为过充充电模式，第二充电模式为非过充充电模式，当获取的温度位于第二温度区间时，第一充电模式为过充充电模式和第二充电模式均为过充充电模式，第一充电模式的过充充电电量可以和第二充电模式的过充充电电量相等。这样可以进一步的降低高温下的失水、提高低温下的界面修复能力，进一步优化用户骑行感和电池使用寿命的均衡性，更好的实现电池使用寿命和骑行体验的兼顾，从而保证了电池在整个生命周期的整体性能。
此外本发明第一充电模式的第一过充电量最好随着温度的降低而增加，这样尤其提高了低温下低荷电态的充电电池的界面修复效果弥补了第二充电模式下可能的界面修复不足、减少了高温下高荷电态的充电电池的失水，进一步的实现本发明的目的。
本发明的充电方法，最好第一充电次数与第二充电次数之比值随着获取温度的降低而增加，最好是第一充电次数随着获取温度的降低而增加，第二充电次数随着获取温度的降低而减少。比如温度在35摄氏度以上，第一充电的次数2次，第二次数8次；在15摄氏度-35摄氏度之间，第一充电的次数3次，第二次数7次；在0摄氏度-15摄氏度之间，第一充电的次数5次，第二次数5次；在0摄氏度以下，第一充电的次数10次，第二次数0次。这样可以保证在春夏秋冬不同的温度情形下，尽可能的降低高温下的失水、提高低温下的界面修复能力，尤其是可以弥补第二充电模式下可能的界面修复不足问题，进而进一步优化用户骑行感和电池使用寿命的均衡性，更好的实现电池使用寿命和骑行体验的兼顾，从而保证了电池在整个生命周期的整体性能。
本发明的第一充电次数和第二充电次数也可以通过充电器提供一定数量的充电随机数值来实现，不同的充电随机数值分别对应有第一充电模式或第二充电模式，获取所述不同的充电随机数值的任意一个，根据获取的充电随机数值选择对应的充电模式，第一充电次数和第二充电次数取决于获得该随机数值的概率，也就是不同充电模式对应设置的充电随机数值的个数，充电随机数值最好是通过电池初始电压获取单元获取的电池初始电压来获得，也就是电池初始电压分压在充电器芯片上的数值经过AD读数后得到的数值的最后一位值，如12位AD读数，数值为0-4096，在规定参考电压下的获取值，均转化为0-4096间的数值，通过取模运算，％10，可获得该数值的最后一位数字值，即充电随机数值，这样可以利用现有的参数获取单元来获得随机数值，降低了充电器的成本。本发明的第一充电次数和第二充电次数也可以通过充电器提供的计数器来实现，当计数器的计数达到设定的第一充电次数的计数值时从第一充电模式切换到第二充电模式，当计数器的计数达到设定的第二充电次数的计数值时从第二充电模式切换到第一充电模式。
本发明的充电方法的最后充电阶段最好为均衡充电阶段，所述均衡充电阶段为恒流充电，最好是恒流限压充电。
下面按照本发明的最佳充电方法，对本发明进一步说明。本发明的充电方法最好包括快速充电阶段、恒压充电阶段以及均衡充电阶段。比如：均衡充电阶段以恒流0.015Cr充电，限压16V/只，均衡充电时间按照以下规则充电：
当环境温度大于35度，设定第一充电模式的第一充电次数2次，第二充电模式的第二充电次数8次，若此时满足进行第一充电模式充电的条件，则第一充电模式充电的均衡充电时间为60分钟；若此时满足进行第二充电模式充电的条件，且本次充电电池开始充电时荷电态为-20％，即开路电压11.5V，则第二充电模式充电的均衡充电时间为45分钟。
当环境温度为大于15，小于等于35度时，设定第一充电模式的第一充电次数3次，第二充电模式的第二充电次数7次，若此时满足进行第一充电模式充电的条件，则第一充电模式充电的均衡充电时间为120分钟；若此时满足进行第二充电模式充电的条件，且本次充电电池开始充电时荷电态为7％，即开路电压11.9V，则第二充电模式充电的均衡充电时间25分钟。
当环境温度大于0度，小于等于15度时，设定第一充电模式的第一充电次数5次，第二充电模式的第二充电次数5次，若此时满足进行第一充电模式充电条件，则第一充电模式充电的均衡充电时间为120分钟，若此时满足进行第二充电模式充电条件，则进行第二充电模式充电，若本次充电电池开始充电时荷电态为20％，即开路电压12.1V，第二充电模式充电的均衡充电时间15分钟。
当环境温度小于等于0度时，设定第一充电模式的第一充电次数10次，第二充电模式的第二充电次数0次，此时全部满足进行第一充电模式充电的条件，第一充电模式充电的均衡充电时间为120分钟。
当一定温度范围内，满足进行第一充电模式，当多次进行第一充电模式充电时，每一次进行第一充电模式充电的过充电量可以不同，也就是均衡充电时间也可以不同，但依然要满足本发明第一充电模式充电的要求，即满足本发明的目的即可。
另外，当环境温度大于35度，也就是第一温度区间，最好第一充电模式为过充充电模式，第二充电模式为非过充充电模式，第二充电模式最好是非充满充电模式；当环境温度小于15度，也就是第二温度区间，最好第一充电模式为过充充电模式，第二充电模式也为过充充电模式，第一充电模式为过充充电电量与第二充电模式的过充充电电量可以相等。
本发明的充电方法的快速充电阶段和恒压充电阶段可以直接由恒压充电阶段来代替，也就是本发明的充电方法也可以时包括恒压充电阶段和均衡充电阶段或者是其他包括均衡充电阶段的其他任何合适的充电方法。此外本发明获取电池初始荷电态可以在充电器启动后的任意时刻获取，最好在开始充电时获取。
为清晰表达本发明的非充满充电、充满充电以及过充充电的含义，以电池额定容量20AH为例，假设额定容量20AH为电池充电可以达到的最终容量，实际上电池可以达到的最终容量随着充电次数的增加会有所衰减，为方面说明，假设电池充电可以达到的实际最终容量为20AH保持不变，当电池充电达到的最终容量小于20AH时，比如19AH，为非充满充电，此时过充电量为负1AH，当电池充电达到的最终容量等于20AH时且停止充电为充满充电，此时过充电量为0AH，当电池充电达到的最终容量等于20AH时且继续充电1AH，此时为过充充电，过充电量为1AH。
本发明的温度获取最好使用同一个温度获取单元。
本发明的一种充电器和充电方法应用于铅酸蓄电池。
本发明的充电器和充电方法在保证电池寿命的同时实现很好的用户骑行体验，保证了电池在整个生命周期内电池寿命与用户骑行体验的平衡。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (17)

1.一种充电器的充电方法，所述充电方法包括第一充电模式和第二充电模式，以所述第一充电模式给电池充电的过充电量是第一过充电量，以所述第二充电模式给电池充电的过充电量是第二过充电量，所述第一过充电量的值为X，X为正数，所述第二过充电量的值为Y，Y为正数、零或负数，且X>Y，其特征在于，所述充电方法还包括获取所述电池初始荷电态的步骤，根据电池初始荷电态的大小控制第二充电模式充入的第二过充电量，所述第二过充电量与所述电池初始荷电态的大小成反比。
2.如权利要求1所述的一种充电器的充电方法，其特征在于，所述充电方法包括最后充电阶段，通过控制所述最后充电阶段的充入电量来控制所述电池第一过充电量和所述电池第二过充电量。
3.如权利要求2所述的一种充电器的充电方法，其特征在于，所述最后充电阶段的第一充电模式的充电电流I1、充电时间T1，所述最后充电阶段的第二充电模式的充电电流I2、充电时间T2，I1＝I2，T1>T2。
4.如权利要求3所述的一种充电器的充电方法，其特征在于，所述最后充电阶段的第二过充充电的充电时间T2与电池初始荷电态的大小成反比。
5.如权利要求4所述的一种充电器的充电方法，其特征在于，所述最后充电阶段为恒流充电。
6.如权利要求1-5任意一项所述的一种充电器的充电方法，其特征在于，所述第一充电模式和所述第二充电模式均为过充充电模式。
7.如权利要求1-5任意一项所述的一种充电器的充电方法，其特征在于，所述充电方法还至少设置有第一温度区间和第二温度区间，所述第一温度区间的温度高于所述第二温度区间的温度，所述充电方法还包括获取温度的步骤，当获取的温度位于所述第一温度区间时，所述第一充电模式为过充充电模式，所述第二充电模式为非过充充电模式，当获取的温度位于所述第二温度区间时，所述第一充电模式为过充充电模式和所述第二充电模式均为过充充电模式。
8.如权利要求1-5任意一项所述的一种充电器的充电方法，其特征在于，所述充电方法还包括获取温度的步骤，所述第一充电模式的第一过充电量随着所述获取温度的降低而增加。
9.如权利要求1所述的一种充电器的充电方法，所述第一充电模式充电第一充电次数后切换至所述第二充电模式充电，在所述第二充电模式充电第二充电次数后切换至所述第一充电模式充电，其特征在于，所述充电方法还包括获取温度的步骤，所述第一充电次数与所述第二充电次数之比值随着获取温度的降低而增加。
10.如权利要求9所述的一种充电器的充电方法，其特征在于，所述第一充电次数随着获取温度的降低而增加。
11.如权利要求1所述的一种充电器的充电方法，其特征在于，所述充电方法用于给铅酸蓄电池充电。
12.一种充电器，其特征在于，包括第一充电模式单元、第二充电模式单元、电池初始荷电态获取单元以及控制单元，所述第一充电模式单元给电池充电的过充电量是第一过充电量，所述第二充电模式单元给电池充电的过充电量是第二过充电量，所述第一过充电量的值为X，X为正数，所述第二过充电量的值为Y，Y为正数、零或负数，且X>Y，所述控制单元还用于根据上述电池初始荷电态获取单元获取的电池初始荷电态来控制所述第二过充电量，所述第二过充电量与所述电池初始荷电态的大小成反比。
13.如权利要求12所述的一种充电器，其特征在于，所述电池初始荷电态获取单元为电池初始电压获取单元，所述第二过充电量与所述电池初始电压的大小成反比。
14.如权利要求12或13所述的一种充电器，所述控制单元在所述第一充电模式单元充电第一充电次数后切换至所述第二充电模式单元充电，在所述第二充电模式单元充电第二充电次数后切换至所述第一充电模式单元充电，其特征在于，还包括温度获取单元，所述控制单元还用于根据所述温度获取单元获取的温度调整所述第一充电次数与所述第二充电次数之比值，随着所述温度获取单元获取的温度的降低所述比值增加。
15.如权利要求12或13所述的一种充电器，其特征在于，所述充电器还至少设置有第一温度区间和第二温度区间，所述第一温度区间的温度高于所述第二温度区间的温度，所述充电器还包括温度获取单元，当所述温度获取单元获取的温度位于所述第一温度区间时，所述第一充电模式单元为过充充电模式，所述第二充电模式单元为非过充充电模式，当所述温度获取单元获取的温度位于所述第二温度区间时，所述第一充电模式单元为过充充电模式和所述第二充电模式单元均为过充充电模式。
16.如权如权利要求12或13所述的一种充电器，其特征在于，所述充电器还包括温度获取单元，随着所述获取温度的降低所述控制单元控制所述第一充电模式的第一过充电量增加。
17.如权利要求12或13所述的一种充电器，其特征在于，所述充电器用于给铅酸蓄电池充电。
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