CN117642954A - 用电装置及其电池的充电方法、装置及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用电装置及其电池的充电方法、装置及介质。通过应用本申请的技术方案，可以在对电池的充电过程中，实时的确定当前电池所处的充电阶段。并根据该电池所达到的请求电流值或最大单体电压值与对应充电阶段的电流阈值或电压阈值的比较。选择切换对应的恒压充电方式或恒流充电方式。从而不仅可以避免始终以恒压或恒流充电方式对电池进行充电所导致的存在安全隐患的问题。也避免了相关技术中出现的，电池充电功能往往受限于电池系统的充电算法的调控能力从而导致的充电效率不高的问题。
Description
本申请中涉及电池管理技术，尤其是一种用电装置及其电池的充电方法、装置及介质。
随着科学技术的发展，越来越多的用电装置都会以承载电池的方式实现运行功能。
以用电装置为电动汽车为例，相关技术中，随着新能源电动汽车的快速普及，充电时长和充电安全成为了众多电动汽车车主在日常用车时的主要关心要素之一。尤其在长途行车过程中，提升充电速度是缓解电动汽车车主对使用电动汽车时产生的里程焦虑重要的缓解方案之一。
然而，相关技术中电池充电功能往往受限于电池系统的充电算法的调控能力，从而导致充电效率不高的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种用电装置及其电池的充电方法、装置及介质。从而解决相关技术中出现的，电池充电功能往往受限于电池系统的充电算法的调控能力从而导致的充电效率不高的问题。
其中，根据本申请实施例的一个方面，提供的一种电池的充电方法，包括：
在对电池的分阶段充电过程中，确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段；
基于所述当前电池状态参数、所述当前充电阶段对应的电流阈值以及电压阈值，交替对所述电池进行恒压充电或恒流充电。
通过应用本申请的技术方案，可以在对电池的充电过程中，实时的确定当前电池所处的充电阶段。并根据该电池所达到的请求电流值或最大单体电压值与对应充电阶段的电流阈值或电压阈值的比较。选择切换对应的恒压充电方式或恒流充电方式。从而不仅可以避免始终以恒压或恒流充电方式对电池进行充电所导致的存在安全隐患的问题。也避免了相关技术中出现的，电池充电功能往往受限于电池系统的充电算法的调控能力从而导致的充电效率不高的问题。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，基于当前电池状态参数、当前充电阶段对应的电流阈值以及电压阈值，交替对电池进行恒压充电或恒流充电，包括：若确定电池当前的最大单体电压大于等于当前充电阶段对应的电压阈值时，以电压阈值对电池进行恒压充电；在恒压充电过程中，若确定电池的当前请求电流值小于下一充电阶段对应的电流阈值时，以电流阈值对电池进行恒流充电，下一充电阶段为与当前充电阶段相邻的下一个充电阶段。通过应用本申请实施例的技术方案，可以在对电池的充电过程中，根据电池当前所达到的最大单体电压值是否超过当前充电阶段对应的电压阈值来决定是否切换为恒压充电方式。以及在恒压充电方式中，根据电池当前所达到的请求电流值是否超过下一充电阶段对应的电流阈值来决定是否切换为恒流充电方式。从而实现一种可以自主切换充电方式的电池充电方式，进而防止出现始终以恒压或恒流充电方式对电池进行充电所导致的存在安全隐患的问题。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，若确定电池当前的最大单体电压大于等于当前充电阶段对应的电压阈值时，以电压阈值对电池进行恒压充电，包括：若确定电池当前的最大单体电压大于等于电压阈值且持续时间超过第一时间段后，以电压阈值对电池进行恒压充电。通过应用本申请实施例的技术方案，可以在对电池的充电过程中，只有根据电池当前所达到的最大单体电压值超过当前充电阶段对应的电压阈值的情况下，且在持续一定时间后才决定切换为恒压充电方式。也即只有在确保电池的最大单体电压持续性过量的情况下才会切换为恒压充电方式。进而防止出现始终以恒流充电方式对电池 进行充电所导致的存在充电效率不高的问题。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，在恒压充电过程中，若确定电池的当前请求电流值小于下一充电阶段对应的电流阈值时，以电流阈值对电池进行恒流充电，包括：在恒压充电过程中，若确定电池的当前请求电流值小于电流阈值且持续时间超过第二时间段后，以电流阈值对电池进行恒流充电。通过应用本申请实施例的技术方案，可以在对电池的充电过程中，只有根据电池当前所达到的请求电流值小于当前充电阶段的下一充电阶段所对应的电流阈值的情况下，且在持续一定时间后才决定切换为恒流充电方式。也即只有在确保电池的请求电流值持续性过低的情况下才会切换为恒流充电方式。进而防止出现始终以恒压充电方式对电池进行充电所导致的存在安全隐患的问题。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，以电压阈值对电池进行恒压充电，包括：通过调节电池的当前请求电流值，控制电池的最大单体电压在预设电压区间，预设电压区间由当前阶段的电压阈值得到。通过应用本申请实施例的技术方案，在对电池进行恒压充电的过程中，可以通过实时的调节电池的请求电流值来实现控制电池的最大单体电压，进而根据控制电池最大单体电压的方式来保证以恒压方式进行充电。以确保电池在恒压充电过程中可以发挥出电芯的最大充电能力，同时又可以保证电芯的充电安全。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，以电流阈值对电池进行恒流充电，包括：基于电池的当前电池状态参数，控制电池的请求电流值在预设电流区间内，预设电流区间由当前阶段的电流阈值得到。通过应用本申请实施例的技术方案，在对电池进行恒流充电的过程中，可以通过实时的确定电池状态参数来确定与之匹配的请求电流值。进而根据控制请求电流值的方式来保证以恒流方式进行充电。以确保电池在恒流充电过程中可以发挥出电芯的最大充电能力，同时又可以保证电芯的充电安全。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，在以电流阈值对电池进行恒流充电之后，还包括：若确定电池当前的最大单体电压大于等于最后一 个充电阶段对应的电压阈值且超过第三时间段后，确定充电完毕，最后一个充电阶段为各个充电阶段中，最大剩余电量值对应的充电阶段。通过应用本申请实施例的技术方案，在对电池进行恒流充电的过程中，如果检测到当前的最大单体电压超过满充截止电压且持续一段时间之后，即可判定电池状态达到满充状态，进而即可结束本次充电流程。从而防止对电池过冲所导致的影响充电安全的问题。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段，包括：在电池的充电过程中实时采集电池当前的电池状态参数，电池状态参数包括电芯温度值、剩余电量值以及电压值；基于电池的电芯温度值、剩余电量值以及电压值，确定与当前电池状态相对应的当前充电阶段。通过应用本申请的技术方案，可以在对电池的充电过程中，实时的获取电池的电芯温度值、剩余电量值以及电压值等参数来确定当前电池所处的充电阶段。以使后续根据该参数选择切换对应的恒压充电方式或恒流充电方式。从而不仅可以避免始终以恒压或恒流充电方式对电池进行充电所导致的存在安全隐患的问题。也避免了相关技术中出现的，电池充电功能往往受限于电池系统的充电算法的调控能力从而导致的充电效率不高的问题。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，在确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段之前，还包括：检测到电池所在的用电装置与充电装置相连接时，获取充电装置的最大输出电流值；基于当前电池的电池状态参数，计算电池的初始电流值；在确定初始电流值小于等于最大输出充电电流值时，以初始电流值对电池进行充电，并确定与初始电流值相对应的初始充电阶段。通过应用本申请的技术方案，可以在基于电池的电池状态参数确定出与其对应的电池的初始电流值后，将该初始电流值与充电桩所能达到的最大输出电流值进行一个比较。以确保电池以初始电流值与最大输出电流值之中数值较小的电流值进行充电。从而不仅可以保证电池的充电安全问题，还提高了电池的充电效率。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，在计算电池的初始电 流值之后，还包括：在确定初始电流值大于最大输出电流值时，以最大输出电流值对电池进行充电，并确定与最大输出充电电流值相对应的初始充电阶段。通过应用本申请的技术方案，可以在基于电池的电池状态参数确定出与其对应的电池的初始电流值后，将该初始电流值与充电桩所能达到的最大输出电流值进行一个比较。以确保电池以初始电流值与最大输出电流值之中数值较小的电流值进行充电。从而不仅可以保证电池的充电安全问题，还提高了电池的充电效率。
其中，根据本申请实施例的又一个方面，提供的一种电池的充电装置，包括：确定模块，被配置为在对电池的分阶段充电过程中，确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段；充电模块，被配置为基于当前电池状态参数、当前充电阶段对应的电流阈值以及电压阈值，交替对电池进行恒压充电或恒流充电。
根据本申请实施例的又一个方面，提供的一种用电装置，包括：
存储器，用于存储可执行指令；以及
显示器，用于与所述存储器执行所述可执行指令从而完成上述任一所述电池的充电方法的操作。
根据本申请实施例的还一个方面，提供的一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的指令，所述指令被执行时执行上述任一所述电池的充电方法的操作。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
构成说明书的一部分的附图描述了本申请的实施例，并且连同描述一起用于解释本申请的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本申请，其中：
图1为本申请提出的一种应用于电池的供电装置的结构示意图；
图2为本申请提出的一种电池的充电方法示意图；
图3为本申请提出的一种电池的充电流程示意图；
图4为本申请提出的电池的充电装置的结构示意图；
图5为本申请提出的用电装置的示意图。
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
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讨论。
另外，本申请各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对 位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
下面结合图1-图3来描述根据本申请示例性实施方式的用于进行电池的充电方法。需要注意的是，下述应用场景仅是为了便于理解本申请的精神和原理而示出，本申请的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本申请的实施方式可以应用于适用的任何场景。
随着科学技术的发展，越来越多的用电装置都会以承载电池的方式实现运行功能。
以用电装置为汽车为例，相关技术中，汽车是人类的重要的交通工具之一，随着时代的进步，汽车在中国的人均保有量持续增加，并已走进千家万户。采用动力电池驱动汽车行驶的电动汽车，以其环保的特性，越来越受到大家的欢迎。
进一步的，动力电池是电动汽车的核心部件。其中，电动汽车在充电过程中，充电请求电流会根据锂离子电池的SOC状态或者PACK中单体电池最大/最小电压值作为充电请求电流的参考计算依据；传统的充电请求电流计算方式通常为；根据充电过程中的最大温度/最小温度/与(最大电压/最小电压或者最大SOC/最小SOC)两两组合查充电阶段表取小之后作为电池包的充电请求电流值；多数锂离子电池体系的充电动态电压在充电过程中会随着SOC状态的提升而单调递增。然而存在特殊的电芯，由于考虑充电过程中电池的充电过温或者电芯的工艺制程能力等方面问题，导致锂离子电池在充电过程中的充电动态电压不是单调递增的关系。随着SOC的增加，电压是起伏增长的关系，因此将会导致相同的充电动态电压，将会对应多个充电倍率值，针对该体系电芯，单纯的根据电芯的实时动态电压查充电阶段的方式已经不适用。
本申请人注意到，现有技术中至少存在以下问题，即，当前电动汽车通常选择锂离子电池系统作为动力源，由于锂离子电池是化学体系产品，锂离子的充电能力受电池内部多步化学反应的制约。
当充电过程中，在电池外部，电子从正极运动至负极，与电子运动同步， 正极固相中的锂离子从体相扩散至表面，在固/液界面发生电荷转移；通过液相传质到达负极表面，在负极界面上穿过固液界面膜(Solid Eletrolyte Interface-SEI)进入石墨表层，然后与等待在负极导电网络中的电子系统扩散进入负极(通常为石墨)的体相晶格；由于石墨具有层状通道，当锂离子嵌入通道与碳形成碳锂化合物，形成LiCx(x＝1～6)这类石墨层间化合物，而后在石墨中进行固相传输；随着锂在石墨中嵌入量增加，x值由x＝0增至x＝1，因此逐渐生成1阶，4阶，3阶，2L阶，2阶和1阶等不同相的嵌锂化合物；
对应与上述嵌锂化学物相的转变，在充放电曲线上出现0.21V，0.12V，0.08V(vs Li+/Li)附近出现电位平台；
当锂离子嵌入量大于50％，锂离子电池石墨负极电位将会出现从0.12V逐渐向0.08V降低过渡的过程，对应锂离子嵌入量从LiC12向LiC6过渡；
负极析锂是造成锂离子电池安全事故的最主要的原因，导致锂离子电池负极析锂的因素很多，其中充电电流过大是导致负极析锂的主要原因之一；负极析锂将会导致电池负极的热稳定性降低，同时形成的锂枝晶可能会刺穿隔膜，导致正负极短路，从而导致电池安全事故；
进一步的，电动汽车在充电过程中，如何保证充电电流足够大，同时不会导致充电析锂，是需要综合平衡的矛盾点；锂离子电池在充电过程中，充电荷电状态(State Of Charge-SOC)越高，嵌锂量越多，电芯的充电能力电流越小；因此在相同的环境温度下，低端SOC区域的充电能力比高端SOC区域的充电能力高；随着SOC状态的提升，电芯的充电能力逐渐减小。
另外，电动汽车在充电过程中，充电请求电流根据锂离子电池的SOC状态或者PACK中单体电池最大/最小电压值作为充电请求电流的参考计算依据；传统的充电请求电流计算方式通常根据充电过程中的最大温度/最小温度/与(最大电压/最小电压或者最大SOC/最小SOC)两两组合查充电阶段表取小之后作为电池包的充电请求电流值，而查表的方式通常分为线性查表方式和阶梯式查表方式；
以如下例子对线性插值查表和阶梯查表方式的区别进行解释，假设 10％SOC对应的充电倍率为2.0C，20％SOC对应的充电倍率为1.0C；则当SOC为15％SOC时，根据公式(15％SOC-10％SOC)/(20％SOC-10％SOC)*(2.0C-1.0C)计算得出线性插值的充电倍率为1.5C；
而阶梯式查表的原则为，当SOC在10-20％SOC区间，充电请求倍率为2.0C，当SOC大于等于20％SOC，充电请求倍率为1.0C。
其中，锂离子电池的充电阶段是根据对电芯的析锂阶段实际测算而来，锂离子电池的充电阶段在某种程度等同电芯的析锂阶段；锂离子电池的充电阶段随着SOC状态变化而变化，不同的SOC值，对应充电阶段中不同的充电倍率；充电阶段随着SOC状态量变化而变化的关系，不是简单的线性关系或者STEP关系，因此无论是线性插值还是STEP充电方式充电，都不能完美符合电池在充电过程中析锂阶段的跟随SOC的变化关系；而充电阶段中的SOC间隔，在正常工程项目使用时，不可能将SOC值间隔值无限小划分，通常为5％或者10％SOC间隔区间；因此SOC间隔区间如何过渡充电是电池管理系统需要研究和控制的科学问题。
基于上述问题，本申请实施例提出利用恒压充电的方式对电池进行充电的方式。其中，恒压(constant-voltage)充电是一种平衡充电时间和充电安全的有效充电方式，当电池进入恒压充电阶段，由于电池正极在不断的脱出锂离子，电位在逐渐升高；而负极当随着锂离子不断嵌入，电位在逐渐下降；当恒压充电时，正极电位在不断升高，同时电流在逐渐减小，因此将会导致负极电位缓慢的上升。
因此当进入恒压充电时，负极电位没有低至0V的析锂电位，在恒压充电过程中，也不会导致锂离子电池析锂，从而导致安全事故；同时恒压充电过程是电芯根据内部的多步化学反应的反应速率自我调节到达电芯内部多步动力学反应过程再平衡的过程，从而使得恒压充电电流的退极化完美符合电芯的退极化动力学曲线；因此恒压充电可以完美发挥出电芯的最大充电能力，同时又可以保证电芯的充电安全。
本申请实施例提供一种电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限 于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
一种方式中，本申请中的电池包为可充放电式的，例如锂离子电池、镍氢电池、镍铬电池、镍锌电池等等。
以下实施例为了方便说明，以本申请一个实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
一种方式中，本申请还提出一种用电装置及其电池的充电方法、装置及介质。
图2示意性地示出了根据本申请实施方式的一种电池的充电方法的流程示意图。如图2所示，该方法，包括：
S201，在对电池的分阶段充电过程中，确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段。
进一步的，本申请实施例中可以由用电装置接收到充电启动指令后，开始对电池进行分阶段充电。一种方式中，充电启动指令可以为用户将用电装置与 充电装置相连接后生成的指令。作为示例的，用户可以将用电装置的充电插枪插入供电装置(例如充电桩)以进入充电。
一种可能的实施方式中，当充电桩和用电装置完成信息交互，且用电装置与电池管理系统(BMS)完成内部通讯，电池管理系统(BMS)即可根据内部计算逻辑计算出当前电池电芯的可接受充电能力发送给用电装置以及充电桩。进一步的，当充电桩接收到BMS发出的充电请求电流以及相关信息后，即可响应并输出相关的请求充电电流。
其中，用电装置中的BMS(电池管理系统)来接收作用于电池的充电启动指令。其中，BMS是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
一种方式中，BMS电池管理系统单元包括BMS电池管理系统、控制模组、显示模组、无线通信模组、电气设备、用于为电气设备供电的电池组以及用于采集电池组的电池信息的采集模组，BMS电池管理系统通过通信接口分别与无线通信模组及显示模组连接，采集模组的输出端与BMS电池管理系统的输入端连接，BMS电池管理系统的输出端与控制模组的输入端连接，控制模组分别与电池组及电气设备连接，BMS电池管理系统通过无线通信模块与服务器端连接。
需要说明的是，本申请实施例中电池在充电过程中可以根据包含多个充电阶段的充电阶段集合表来实现。其中每个充电阶段分别包含有与之对应的电流阈值、电压阈值以及对应的电池状态参数。以使后续在对电池的分阶段充电过程中，可以由BMS根据当前电池状态参数，选取与之相对应的当前充电阶段。
S202，基于当前电池状态参数、当前充电阶段对应的电流阈值以及电压阈值，交替对电池进行恒压充电或恒流充电。
作为一种示例的，例如该充电阶段集合表中例如包含有充电阶段1-充电阶段3，其中：
充电阶段1包括电池状态参数a(例如为电池的电芯温度值a、电池的剩余电量值a以及电池的电压值a)-电流阈值a-电压阈值a；
充电阶段2包括电池状态参数b(例如为电池的电芯温度值b、电池的剩余 电量值b以及电池的电压值b)-电流阈值b-电压阈值b；
充电阶段3包括电池状态参数c(例如为电池的电芯温度值c、电池的剩余电量值c以及电池的电压值c)-电流阈值c-电压阈值c。
进一步的，在对电池进行充电的过程中，需要实时的监测电池的当前电芯温度值、剩余电量值以及电压值的其中至少之一。作为示例的，例如当确定电池的当前电芯温度值达到b、剩余电量值达到b以及电压值达到b时，即可确定电池的当前电池状态参数满足达到充电阶段2的充电过程，进而即可以基于充电阶段2所对应的电流阈值b以及电压阈值c，选择对电池进行恒压充电或恒流充电。
进一步的，电池以某个恒压充电状态或恒流充电状态进行充电的过程中，仍需要实时的监测电池的当前电芯温度值、剩余电量值以及电压值的其中至少之一。作为另一种示例的，例如当确定电池的当前电芯温度值达到c、剩余电量值达到c以及电压值达到c时，即可确定电池的当前电池状态参数满足达到充电阶段3的充电过程，进而即可以基于充电阶段3所对应的电流阈值c以及电压阈值c，选择对电池进行另外一种方式充电(即由恒压充电切换为恒流充电，或由恒流充电切换为恒压充电)。从而实现一种在对电池的充电过程中选择交替对电池进行恒压充电或恒流充电的技术方案。进而不仅可以避免相关技术中出现的，电池充电功能往往受限于电池系统的充电算法的调控能力从而导致的充电效率不高的问题。也可以避免始终以恒压或恒流充电方式对电池进行充电所导致的存在安全隐患的问题。
一种方式中，如图3所示，以用电装置为电动汽车为例，对本申请提出的电池的充电方法进行进一步的具体说明：
步骤1、用户将插枪插入充电桩阶段，以使充电桩和整车完成信息交互，整车与电池管理系统(BMS)完成内部通讯，电池管理系统根据充电桩交互信息获取充电桩的最大输出电流值等信息。
进一步的，在充电初始阶段，电池管理系统需要综合评估电池的当前电芯的温度/电压/SOC状态等值计算出对应的初始充电电流以及初始充电阶段(初始 充电阶段Step为第n个Step(n＝0,1,2…)，以下以初始充电阶段为充电阶段1进行举例说明)，并以该初始充电电流对电池进行充电。
步骤2、在充电过程中，随着电池的SOC状态逐渐提升，电芯电压也在逐渐上升过程中，当电池管理系统检测到电池中单体电芯的最大电压值大于等于充电阶段1所对应的电压阈值5V，且持续一段时间(即第一时间段)之后，则确定电池的充电流程进入恒压充电状态。
步骤3、在电池的充电流程进入恒压充电状态的过程中，电池管理系统(BMS)需要根据电池电芯的最大电流能力值，以及实时采集的电池最大单体电压值和当前请求电流值进行闭环算法调节，从而维持电池的最大单体电压值维持在预设电压区间(例如为充电阶段1所对应的电压阈值±偏差阈值)内。进而实现通过控制电池的最大单体电压在预设电压区间来实现对电池进行恒流充电的目的。
步骤4、在电池的充电流程进入恒压充电状态的过程中，电池的实际充电电流会根据电芯的动力学能力自适应的持续下降。其中，当电池的当前请求电流值小于等于充电阶段2(即下一个(n+1)充电阶梯)所对应的电流阈值3A，且持续一段时间(即第二时间段)之后，则确定退出恒压充电，并进入恒流充电过程。
一种方式中，恒流充电过程可以根据电池当前的温度/电压/SOC状态，确定当前的请求电流值。
步骤5、重复上述步骤2-步骤4的充电流程，直至检测电池的当前请求电流值小于等于充电阶段5(即最后一个充电阶梯)所对应的电流阈值1A，且持续一段时间(即第二时间段)之后，则确定退出当前恒压充电，并进入恒流充电过程。
步骤6、恒流充电过程中，随着电池的SOC状态逐渐提升，电芯电压也在逐渐上升过程中，当电池管理系统检测到电池中单体电芯的最大电压值大于等于充电阶段5所对应的电压阈值10V(即满充截止电压)，且持续一段时间(即第一时间段)之后，则确定电池的充电流程结束。
通过应用本申请的技术方案，可以在对电池的充电过程中，实时的确定当前电池所处的充电阶段。并根据该电池所达到的请求电流值或最大单体电压值与对应充电阶段的电流阈值或电压阈值的比较。选择切换对应的恒压充电方式或恒流充电方式。从而不仅可以避免始终以恒压或恒流充电方式对电池进行充电所导致的存在安全隐患的问题。也避免了相关技术中出现的，电池充电功能往往受限于电池系统的充电算法的调控能力从而导致的充电效率不高的问题。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，基于当前电池状态参数、当前充电阶段对应的电流阈值以及电压阈值，交替对电池进行恒压充电或恒流充电，包括：若确定电池当前的最大单体电压大于等于当前充电阶段对应的电压阈值时，以电压阈值对电池进行恒压充电；在恒压充电过程中，若确定电池的当前请求电流值小于下一充电阶段对应的电流阈值时，以电流阈值对电池进行恒流充电，下一充电阶段为与当前充电阶段相邻的下一个充电阶段。
一种方式中，本申请中是否切换为恒压充电方式的过程中，是以电池的最大单体电压是否超过当前充电阶段所对应的电压阈值来实现的。可以理解的，由于在充电过程中，随着电池SOC状态逐渐提升，电芯电压也在会随之上升。而过量的电压则可能导致充电过程中对电池存在安全隐患的问题，因此为了避免这一问题，本申请可以根据实时监测电芯电压是否大于当前充电阶段所对应的电压阈值的情况来确定是否采用恒压充电方式来进行充电。
另一种方式中，本申请中是否切换为恒流充电方式的过程中，是以电池的其电流值是否小于当前充电阶段的下一充电阶段所对应的电流阈值来实现的。可以理解的，由于在恒压充电过程中，实际充电电流会根据电芯的动力学能力自适应的持续下降。而过小的电压则可能导致充电过程中存在充电效率低下的问题，因此为了避免这一问题，本申请可以根据实时监测请求电流值是否小于下一充电阶段所对应的电流阈值的情况来确定是否采用恒流充电方式来进行充电。
需要说明的是，本申请实施例中每个充电阶段所对应的电压阈值以及电流 阈值为预设的。
通过应用本申请实施例的技术方案，可以在对电池的充电过程中，根据电池当前所达到的最大单体电压值是否超过当前充电阶段对应的电压阈值来决定是否切换为恒压充电方式。以及在恒压充电方式中，根据电池当前所达到的请求电流值是否超过下一充电阶段对应的电流阈值来决定是否切换为恒流充电方式。从而实现一种可以自主切换充电方式的电池充电方式，进而防止出现始终以恒压或恒流充电方式对电池进行充电所导致的存在安全隐患的问题。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，若确定电池当前的最大单体电压大于等于当前充电阶段对应的电压阈值时，以电压阈值对电池进行恒压充电，包括：若确定电池当前的最大单体电压大于等于电压阈值且持续时间超过第一时间段后，以电压阈值对电池进行恒压充电。通过应用本申请实施例的技术方案，可以在对电池的充电过程中，只有根据电池当前所达到的最大单体电压值超过当前充电阶段对应的电压阈值的情况下，且在持续一定时间后才决定切换为恒压充电方式。也即只有在确保电池的最大单体电压持续性过量的情况下才会切换为恒压充电方式。进而防止出现始终以恒流充电方式对电池进行充电所导致的存在充电效率不高的问题。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，在恒压充电过程中，若确定电池的当前请求电流值小于下一充电阶段对应的电流阈值时，以电流阈值对电池进行恒流充电，包括：在恒压充电过程中，若确定电池的当前请求电流值小于电流阈值且持续时间超过第二时间段后，以电流阈值对电池进行恒流充电。
通过应用本申请实施例的技术方案，可以在对电池的充电过程中，只有根据电池当前所达到的请求电流值小于当前充电阶段的下一充电阶段所对应的电流阈值的情况下，且在持续一定时间后才决定切换为恒流充电方式。也即只有在确保电池的请求电流值持续性过低的情况下才会切换为恒流充电方式。进而防止出现始终以恒压充电方式对电池进行充电所导致的存在安全隐患的问题。
需要说明的是，本申请不对第一时间段以及第二时间段进行具体限定，例 如二者可以为相同的数值，也可以为不同的数值。一种方式中，可以为5秒或者10秒。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，以电压阈值对电池进行恒压充电，包括：通过调节电池的当前请求电流值，控制电池的最大单体电压在预设电压区间，预设电压区间由当前阶段的电压阈值得到。
需要说明的是，本申请在控制电池的最大单体电压在即将超过预设电压区间的上限时，可以通过调节电池的当前请求电流值变小的方式来实现。又或，在检测到电池的最大单体电压在即将超过预设电压区间的下线时，可以通过调节电池的当前请求电流值变大的方式来实现。
通过应用本申请实施例的技术方案，在对电池进行恒压充电的过程中，可以通过实时的调节电池的请求电流值来实现控制电池的最大单体电压，进而根据控制电池最大单体电压的方式来保证以恒压方式进行充电。以确保电池在恒压充电过程中可以发挥出电芯的最大充电能力，同时又可以保证电芯的充电安全。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，以电流阈值对电池进行恒流充电，包括：基于电池的当前电池状态参数，控制电池的请求电流值在预设电流区间内，预设电流区间由当前阶段的电流阈值得到。
通过应用本申请实施例的技术方案，在对电池进行恒流充电的过程中，可以通过实时的确定电池状态参数来确定与之匹配的请求电流值。进而根据控制请求电流值的方式来保证以恒流方式进行充电。以确保电池在恒流充电过程中可以发挥出电芯的最大充电能力，同时又可以保证电芯的充电安全。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，在以电流阈值对电池进行恒流充电之后，还包括：若确定电池当前的最大单体电压大于等于最后一个充电阶段对应的电压阈值且超过第三时间段后，确定充电完毕，最后一个充电阶段为各个充电阶段中，最大剩余电量值对应的充电阶段。
通过应用本申请实施例的技术方案，在对电池进行恒流充电的过程中，如果检测到当前的最大单体电压超过满充截止电压且持续一段时间之后，即可判 定电池状态达到满充状态，进而即可结束本次充电流程。从而防止对电池过冲所导致的影响充电安全的问题。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段，包括：在电池的充电过程中实时采集电池当前的电池状态参数，电池状态参数包括电芯温度值、剩余电量值以及电压值；基于电池的电芯温度值、剩余电量值以及电压值，确定与当前电池状态相对应的当前充电阶段。通过应用本申请的技术方案，可以在对电池的充电过程中，实时的获取电池的电芯温度值、剩余电量值以及电压值等参数来确定当前电池所处的充电阶段。以使后续根据该参数选择切换对应的恒压充电方式或恒流充电方式。从而不仅可以避免始终以恒压或恒流充电方式对电池进行充电所导致的存在安全隐患的问题。也避免了相关技术中出现的，电池充电功能往往受限于电池系统的充电算法的调控能力从而导致的充电效率不高的问题。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，在确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段之前，还包括：检测到电池所在的用电装置与充电装置相连接时，获取充电装置的最大输出电流值；基于当前电池的电池状态参数，计算电池的初始电流值；在确定初始电流值小于等于最大输出充电电流值时，以初始电流值对电池进行充电，并确定与初始电流值相对应的初始充电阶段。
本申请中，在确定初始电流值的过程中，可以根据得到的电池SOC值以及电池当前的最大/最小温度值等电池状态参数，通过查表当方式确定出当前电芯的真实最大充电电流能力(即最大充电电流值)。
进一步的，还需要利用该最大充电电流值与充电桩发送给整车的最大输出电流值进行对比，选择其中数值较小的充电电流值作为初始充电电流值。并确定与初始电流值相对应的初始充电阶段。
通过应用本申请的技术方案，可以在基于电池的电池状态参数确定出与其对应的电池的初始电流值后，将该初始电流值与充电桩所能达到的最大输出电流值进行一个比较。以确保电池以初始电流值与最大输出电流值之中数值较小 的电流值进行充电。从而不仅可以保证电池的充电安全问题，还提高了电池的充电效率。
可选地，在基于本申请上述方法的另一个实施例中，在计算电池的初始电流值之后，还包括：在确定初始电流值大于最大输出电流值时，以最大输出电流值对电池进行充电，并确定与最大输出充电电流值相对应的初始充电阶段。通过应用本申请的技术方案，可以在基于电池的电池状态参数确定出与其对应的电池的初始电流值后，将该初始电流值与充电桩所能达到的最大输出电流值进行一个比较。以确保电池以初始电流值与最大输出电流值之中数值较小的电流值进行充电。从而不仅可以保证电池的充电安全问题，还提高了电池的充电效率。
可选的，在本申请的另外一种实施方式中，如图4所示，本申请还提供一种电池的充电装置。其中，包括：
确定模块301，被配置为在对电池的分阶段充电过程中，确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段；
充电模块302，被配置为基于所述当前电池状态参数、所述当前充电阶段对应的电流阈值以及电压阈值，交替对所述电池进行恒压充电或恒流充电。
通过应用本申请的技术方案，可以在对电池的充电过程中，实时的确定当前电池所处的充电阶段。并根据该电池所达到的请求电流值或最大单体电压值与对应充电阶段的电流阈值或电压阈值的比较。选择切换对应的恒压充电方式或恒流充电方式。从而不仅可以避免始终以恒压或恒流充电方式对电池进行充电所导致的存在安全隐患的问题。也避免了相关技术中出现的，电池充电功能往往受限于电池系统的充电算法的调控能力从而导致的充电效率不高的问题。
在本申请的另外一种实施方式中，充电模块302，被配置为：
若确定所述电池当前的最大单体电压大于等于所述当前充电阶段对应的电压阈值时，以所述电压阈值对所述电池进行恒压充电；
在所述恒压充电过程中，若确定所述电池的当前请求电流值小于下一充电阶段对应的电流阈值时，以所述电流阈值对所述电池进行恒流充电，所述下一充电阶段为与所述当前充电阶段相邻的下一个充电阶段。
在本申请的另外一种实施方式中，充电模块302，被配置为：
若确定所述电池当前的最大单体电压大于等于所述电压阈值且持续时间超过第一时间段后，以所述电压阈值对所述电池进行恒压充电。
在本申请的另外一种实施方式中，充电模块302，被配置为：
在所述恒压充电过程中，若确定所述电池的当前请求电流值小于所述电流阈值且持续时间超过第二时间段后，以所述电流阈值对所述电池进行恒流充电。
在本申请的另外一种实施方式中，充电模块302，被配置为：
通过调节所述电池的当前请求电流值，控制所述电池的最大单体电压在预设电压区间，所述预设电压区间由所述当前阶段的电压阈值得到。
在本申请的另外一种实施方式中，充电模块302，被配置为：
基于所述电池的当前电池状态参数，控制所述电池的请求电流值在预设电流区间内，所述预设电流区间由所述当前阶段的电流阈值得到。
在本申请的另外一种实施方式中，充电模块302，被配置为：
若确定所述电池当前的最大单体电压大于等于最后一个充电阶段对应的电压阈值且超过第三时间段后，确定充电完毕，所述最后一个充电阶段为各个充电阶段中，最大剩余电量值对应的充电阶段。
在本申请的另外一种实施方式中，确定模块301，被配置为：
在电池的充电过程中实时采集所述电池当前的电池状态参数，所述电池状态参数包括电芯温度值、剩余电量值以及电压值；
基于所述电池的电芯温度值、剩余电量值以及电压值，确定与当前电池状态相对应的当前充电阶段。
在本申请的另外一种实施方式中，确定模块301，被配置为：
检测到所述电池所在的用电装置与充电装置相连接时，获取所述充电装置的最大输出电流值；
基于当前所述电池的电池状态参数，计算所述电池的初始电流值；
在确定所述初始电流值小于等于所述最大输出充电电流值时，以所述初始电流值对所述电池进行充电，并确定与所述初始电流值相对应的初始充电阶段。
在本申请的另外一种实施方式中，确定模块301，被配置为：
在确定所述初始电流值大于所述最大输出电流值时，以所述最大输出电流值对所述电池进行充电，并确定与所述最大输出充电电流值相对应的初始充电阶段。
图5是根据一示例性实施例示出的一种用电装置的逻辑结构框图。例如，电池400可以是包含一种承载由电池的用电装置。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由电池处理器执行以完成上述电池的充电方法，该方法包括：在对电池的分阶段充电过程中，确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段；基于所述当前电池状态参数、所述当前充电阶段对应的电流阈值以及电压阈值，交替对所述电池进行恒压充电或恒流充电。可选地，上述指令还可以由电池的处理器执行以完成上述示例性实施例中所涉及的其他步骤。例如，非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
在示例性实施例中，还提供了一种应用程序/计算机程序产品，包括一条或多条指令，该一条或多条指令可以由电池的处理器执行，以完成上述电池的充电方法，该方法包括：在对电池的分阶段充电过程中，确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段；基于所述当前电池状态参数、所述当前充电阶段对应的电流阈值以及电压阈值，交替对所述电池进行恒压充电或恒流充电。可选地，上述指令还可以由电池的处理器执行以完成上述示例性实施例中所涉及的其他步骤。
图5为电池400的示例图。本领域技术人员可以理解，示意图5仅仅是电池400的示例，并不构成对电池400的限定，可以包括比图示更多或更少的部 件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如电池400还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器402可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器402也可以是任何常规的处理器等，处理器402是电池400的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电池400的各个部分。
存储器401可用于存储计算机可读指令403，处理器402通过运行或执行存储在存储器401内的计算机可读指令或模块，以及调用存储在存储器401内的数据，实现电池400的各种功能。存储器401可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电池400的使用所创建的数据等。此外，存储器401可以包括硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或其他非易失性/易失性存储器件。
电池400集成的模块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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机可读指令来指令相关的硬件来完成，的计算机可读指令可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机可读指令在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开 的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (13)
- 一种电池的充电方法，其特征在于，包括：在对电池的分阶段充电过程中，确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段；基于所述当前电池状态参数、所述当前充电阶段对应的电流阈值以及电压阈值，交替对所述电池进行恒压充电或恒流充电。
- 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前电池状态参数、所述当前充电阶段对应的电流阈值以及电压阈值，交替对所述电池进行恒压充电或恒流充电，包括：若确定所述电池当前的最大单体电压大于等于所述当前充电阶段对应的电压阈值时，以所述电压阈值对所述电池进行恒压充电；在所述恒压充电过程中，若确定所述电池的当前请求电流值小于下一充电阶段对应的电流阈值时，以所述电流阈值对所述电池进行恒流充电，所述下一充电阶段为与所述当前充电阶段相邻的下一个充电阶段。
- 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述若确定所述电池当前的最大单体电压大于等于所述当前充电阶段对应的电压阈值时，以所述电压阈值对所述电池进行恒压充电，包括：若确定所述电池当前的最大单体电压大于等于所述电压阈值且持续时间超过第一时间段后，以所述电压阈值对所述电池进行恒压充电。
- 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述在所述恒压充电过程中，若确定所述电池的当前请求电流值小于下一充电阶段对应的电流阈值时，以所述电流阈值对所述电池进行恒流充电，包括：在所述恒压充电过程中，若确定所述电池的当前请求电流值小于所述电流 阈值且持续时间超过第二时间段后，以所述电流阈值对所述电池进行恒流充电。
- 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述以所述电压阈值对所述电池进行恒压充电，包括：通过调节所述电池的当前请求电流值，控制所述电池的最大单体电压在预设电压区间，所述预设电压区间由所述当前阶段的电压阈值得到。
- 如权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述以所述电流阈值对所述电池进行恒流充电，包括：基于所述电池的当前电池状态参数，控制所述电池的请求电流值在预设电流区间内，所述预设电流区间由所述当前阶段的电流阈值得到。
- 如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述以所述电流阈值对所述电池进行恒流充电之后，还包括：若确定所述电池当前的最大单体电压大于等于最后一个充电阶段对应的电压阈值且超过第三时间段后，确定充电完毕，所述最后一个充电阶段为各个充电阶段中，最大剩余电量值对应的充电阶段。
- 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段，包括：在电池的充电过程中实时采集所述电池当前的电池状态参数，所述电池状态参数包括电芯温度值、剩余电量值以及电压值；基于所述电池的电芯温度值、剩余电量值以及电压值，确定与当前电池状态相对应的当前充电阶段。
- 如权利要求1或8所述的方法，其特征在于，在所述确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段之前，还包括：检测到所述电池所在的用电装置与充电装置相连接时，获取所述充电装置的最大输出电流值；基于当前所述电池的电池状态参数，计算所述电池的初始电流值；在确定所述初始电流值小于等于所述最大输出充电电流值时，以所述初始电流值对所述电池进行充电，并确定与所述初始电流值相对应的初始充电阶段。
- 如权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述计算所述电池的初始电流值之后，还包括：在确定所述初始电流值大于所述最大输出电流值时，以所述最大输出电流值对所述电池进行充电，并确定与所述最大输出充电电流值相对应的初始充电阶段。
- 一种电池的充电装置，其特征在于，包括：确定模块，被配置为在对电池的分阶段充电过程中，确定与当前电池状态参数相对应的当前充电阶段；充电模块，被配置为基于所述当前电池状态参数、所述当前充电阶段对应的电流阈值以及电压阈值，交替对所述电池进行恒压充电或恒流充电。
- 一种用电装置，其特征在于，包括：存储器，用于存储可执行指令；以及，处理器，用于与所述存储器执行所述可执行指令从而完成权利要求1-10中任一所述电池的充电方法的操作。
- 一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的指令，其特征在于，所述指令被执行时执行权利要求1-10中任一所述电池的充电方法的操作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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