CN117652054A - 电池充电控制方法、装置、计算设备及介质 - Google Patents

Abstract

公开了一种电池充电控制方法、装置、计算设备及存储介质，方法包括：基于电性参数确定电池所处的材料活性区间(102)；基于与材料活性区间对应的充电策略对电池进行充电(103)。对于复合材料体系的电池，在充电过程中，电池在不同的状态，具有高反应活性的材料不同，因此通过实时检测电池所处的材料活性区间，对于不同的材料活性区间采用适应于活性区间的充电策略进行充电，以保证电池充入足够多的电量的同时，加快电池的充电速度。

Description

电池充电控制方法、装置、计算设备及介质 技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池充电控制方法、装置、计算设备及介质。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池，由于与其他类型电池相比，锂离子电池具有很多优点，因此目前锂离子电池的应用越来越广泛，例如在新能源计算设备领域通常选择锂离子电池作为其动力源。锂离子电池的充电过程主要是锂离子在正极的脱出及负极的嵌入，此过程速率受很多电化学过程速率的影响。以普遍使用的石墨负极体系来说，在充电电流过大时，负极极化较大，此时在负极表面发生析锂现象，这不仅影响电池的充电效率且具有极大的安全风险。

目前，通常采用不同材料形成的复合材料体系生产电池，例如将LiFePO4(磷酸铁锂)与LiMnPO4(磷酸锰锂)形成LiFe _1-xMn _xPO4(磷酸锰铁锂，0<x<1)复合材料体系。

然而，现有充电控制方案均是采用满充截止电压作为结束充电条件，对于磷酸锰铁锂的复合材料体系，在电池处于SOC高端区间时，由于电池正极极化大，导致电池电压很快就会达到满充截止电压，造成电池充不满的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提出一种电池充电控制方法、装置、计算设备及存储介质，保证电池充电速度快的同时，可以充入足够多的电量。

本申请的第一方面提出了一种电池充电控制方法，所述方法包括：获取所述电池充电过程中的电性参数；基于所述电性参数确定所述电池所处的材料活性区间，所述材料活性区间反映电池在相应电性参数下的化学反应活性；基于与所述材料活性区间对应的充电策略对所述电池进行充电。

本申请实施例的技术方案中，对于复合材料体系的电池，在充电过程中，电池在不同的电性参数状态下，具有高化学反应活性的材料不同，因此通过电池的电性参数实时检测电池所处的材料活性区间，对于不同的材料活性区间采用适应于该活性区间的充电策略进行充电，以保证电池充入足够多的电量的同时，加快电池的充电速度。

在一些实施例中，对于复合材料体系的电池，电池在不同的电性参数状态下，具有高化学反应活性的材料不同，因此材料活性区间至少要包括第一材料活性区间和第二材料活性区间。

在一些实施例中，所述电池为磷酸锰铁锂复合材料体系时，对于磷酸锰铁锂复合材料中磷酸铁锂材料的反应活性主要在低电压区，而磷酸锰锂材料的反应活性主要在高电压区，因此所述第一材料活性区间为磷酸铁锂材料区间；所述第二材料活性区间为磷酸锰锂材料区间。

在一些实施例中，所述基于与所述材料活性区间对应的充电策略对所述电池进行充电，包括：确定所述材料活性区间为磷酸锰锂材料区间，将充电设备的最大输出电流作为充电电流充电，直至电池电压满足满充截止条件；根据预设的满充截止电压进行多次恒压充电。当电池状态进入磷酸锰锂材料区间时，说明电池充电量已经入高端SOC区间，电池的极化阻抗主要来自正极材料，在大电流工况下，负极还未达到析锂电位，而电池因为正极极化大很快达到满充截止电压，由此可见在磷酸锰锂材料区间，可以不限制电池的充电电流，于是本实施例通过使用充电设备的最大输出电流作为充电电流充电，直至电池电压满足满充截止条件，以最大限度提升充电速度，然后再根据满充截止电压进行多次的恒压充电，以保证电池充入足够的电量。

在一些实施例中，所述电池电压满足满充截止条件，包括：根据电池电压达到预设的满充截止电压时，开始计时；当计时到达预设时长时，根据电池电压仍达到所述满充截止电压，确定电池电压满足满充截止条件。通过将电池电压达到满充截止电压并持续一定时间的条件作为使用最大输出电流充电的结束条件，可以确保电池电压达到满充截止电压的真实性。

在一些实施例中，所述根据预设的满充截止电压进行多次恒压充电，包括：根据所述满充截止电压确定电池电压的浮动范围；将充电设备的最大输出电流作 为恒压充电初始的充电电流充电，并根据第一电池状态调节充电电流逐渐降低，以将电池电压维持在所述浮动范围内，以完成一次恒压充电。每次恒压充电(CV)通过将大充电电流自适应调节持续下降，以维持电池电压在满充截止电压附近浮动，以充入一定的电量，经过多次的恒压充电调节，使得电池充入足够的电量，而不至于采用现有充电控制方案造成电池充不满的问题。

在一些实施例中，所述基于与所述材料活性区间对应的充电策略对所述电池进行充电，包括：确定所述材料活性区间为磷酸铁锂材料区间，根据第二电池状态调节充电电流充电。当电池状态处于磷酸铁锂材料区间时，说明电池充电量处于低端SOC区间，电极极化主要来自负极材料，充电电流过大容易出现负极析锂，因此本实施例根据电池的状态参数自适应调节充电电流，以避免出现负极析锂问题。

在一些实施例中，所述根据第二电池状态调节充电电流充电，包括：每隔预设周期，获取一次第二电池状态，并根据所述第二电池状态，通过查找预设的充电窗口表获得目标充电请求电流；将目标充电请求电流作为充电电流充电。其中充电窗口表是根据电池的析锂窗口测算获得，每隔一段时间通过查找充电窗口表调节一次充电电流，可以确保电池使用最大电流能力快速充电的同时不会发生析锂问题。

在一些实施例中，所述第二电池状态包括电池中电芯的最高温度、最低温度、最大SOC、以及最小SOC；所述根据所述第二电池状态，通过查找预设的充电窗口表获得目标充电请求电流，包括：根据所述最高温度、最低温度、最大SOC、以及最小SOC确定温度与SOC的不同组合方式；在所述充电窗口表中查找每种组合方式对应的充电请求电流；根据每种组合方式对应的充电请求电流获得目标充电请求电流。由于电池的充电能力与电池的温度和SOC值发生变化，因此通过查找电池中电芯的最高温度、最低温度、最大SOC、以及最小SOC的不同温度和SOC组合情况对应的充电请求电流，并综合每种组合情况的充电请求电流确定最终的目标充电请求电流。

在一些实施例中，所述根据每种组合方式对应的充电请求电流获得目标充电请求电流，包括：将所述充电请求电流中最小的充电请求电流确定为目标充电请求电流。由于不同电芯的充电能力不同，通过使用每种组合情况中的最小充电 请求电流进行充电，以尽可能保证电池电芯充电的安全性。

在一些实施例中，在基于所述电性参数确定所述电池所处的材料活性区间之前，所述方法还包括：确定电池当前可接受的最大充电电流；将所述最大充电电流作为充电电流充电。在充电刚开始，受电池温度、电压、SOC状态的影响，需要获取电池的最大需求电流进行充电，以确保电池充电安全性。

在一些实施例中，基于所述电性参数确定所述电池所处的材料活性区间，包括：基于所述电性参数的预设参数阈值确定所述电池所处的材料活性区间。在充电过程中电性参数呈上升趋势，而材料化学反应活性受电性参数影响，因此通过电性参数与预设参数阈值来区分电池所处的材料活性区间会更加贴切。

在一些实施例中，所述电性参数可以包括电池电压或SOC。

在一些实施例中，基于所述电性参数确定所述电池所处的材料活性区间，包括：根据所述电性参数小于预设参数阈值，确定电池所处的材料活性区间为第一材料活性区间；根据所述电性参数大于等于预设参数阈值，确定电池所处的材料活性区间为第二材料活性区间。在充电过程中电性参数呈上升趋势，通过将电性参数与预设参数阈值比较可以很好将材料活性区间区分开。

在一些实施例中，所述获取所述电池充电过程中的电性参数，包括：获取所述电池包含的每个电芯的单体电压；从每个电芯的单体电压中选取最大的单体电压确定为电池电压。由于电池通常是由多个电芯单体组合而成，每个电芯都会进行充放电过程，具有充放电电压，因此通过将这些电芯中的最大单体电压作为电池整体电压更为准确。

本申请的第二方面提出了一种电池充电控制装置，所述装置包括：

参数获取模块，用于获取所述电池充电过程中的电性参数；

区间检测模块，用于基于所述电性参数确定所述电池所处的材料活性区间，所述材料活性区间反映电池在相应电性参数下的化学反应活性；

充电控制模块，用于基于与所述材料活性区间对应的充电策略对所述电池进行充电。

本申请的第三方面提出了一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一方面所述方法的步骤。

本申请的第四方面提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述方法的步骤。

本申请的第五方面提出了一种用电装置，包括如上述第三方面所述的计算设备。

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。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请根据一示例性实施例示出的一种电池充电控制方法的实施例流程图；

图2为本申请根据一示例性实施例示出的一种电池充电控制具体实现流程图；

图3为本申请根据一示例性实施例示出的一种电池充电控制装置的结构示意图；

图4为本申请根据一示例性实施例示出的一种计算设备的硬件结构示意图图；

图5为本申请根据一示例性实施例示出的一种存储介质的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实 施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

目前影响电动设备充电速度的主要原因包括电池系统的充电能力限制和充电控制方案的调控能力。当前电动设备通常选择锂离子电池作为动力源，对于锂离子电池，除了负极析锂是造成电池安全事故之外，充电过压也会导致充电安全问题，锂离子电池的充电截止电压，通常会结合电池材料的特性和电解液材料的电化学安全充电窗口决定。因此，电动设备在充电过程中，电池管理系统(BMS)会实时检测PACK系统(电池包)中的电池电压，当电池电压大于满充截止电压并持续一段时间之后，电池管理系统将会置出满充标志位，从而结束充电。

不同材料体系的电池在使用过程中需要考虑的影响因素不一致，磷酸铁锂(LiFePO ₄)材料具有很好的循环性能和安全性能，但是其充放电平台比较低，导致电池能力密度低，影响电动设备的续航里程；在同族化合物中，磷酸锰锂(LiMnPO4)具有高的放电电压平台，但是其反应活性低，所以在工业生产中， 通常将LiFePO ₄与LiMnPO ₄复合形成磷酸锰铁锂材料(LiFe _1-xMn _xPO _4，0<x<1),磷酸锰铁锂材料在充放电过程中包含两个区域：在4.0-4.1V之间，对应锰离子(Mn ³⁺/Mn ²⁺)的反应活性高；在3.5-3.6V之间，对应铁离子(Fe ³⁺/Fe ²⁺)的反应活性高。

发明人发现，在充电过程中，电池电压进入4.0-4.1V范围(也即电池处于SOC高端区间)时，电池负极的动力学性能比正极动力学性能好，电池的极化阻抗主要来自正极材料,大电流充电工况下，电池负极还未达到析锂电位，而很快因为电池正极的极化过大达到电池的满充截止电压，如果电池管理系统置出满充标志位结束充电，将会导致电池充入电量不足，影响电动设备的续航里程。

因此，使用磷酸锰铁锂材料的电池，在充电过程中，如何保证充电电流足够大，充电速度足够快，同时又可以充入足够多的电量，是需要考虑的主要问题。

本申请为了保证电池充电速度快的同时，可以充入足够多的电量，申请人研究发现，对于复合材料体系的电池，在充电过程中，电池在不同电性参数状态下，具有高反应活性的材料不同，因此可以通过获取电池充电过程中的电性参数，并基于所述电性参数确定所述电池所处的材料活性区间，并利用与材料活性区间对应的充电策略进行充电，以保证电池充入足够多的电量的同时，加快电池的充电速度。

本申请实施例公开的电池充电控制方法适用于新能源电动汽车、电动摩托车、电动船等任何使用锂离子电池作为动力源的设备。

为了使本领域技术人员更好的理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1为本申请根据一示例性实施例示出的一种电池充电控制方法的实施例流程图，在本申请实施例中，所述电池指的是由多个电芯单体组成的电池包或者电池模组。该电池充电控制方法包括如下步骤：

步骤101：获取电池充电过程中的电性参数。

其中，电池的电性参数可以包括电池电压、SOC电量等。

针对电池电压的获取过程，在一可选的具体实施例中，电性参数为电池电压时，由于电池通常由多个电芯组成，因此可以从每个电芯的单体电压中选取最大的单体电压确定为电池电压。由于每个电芯都会进行充放电过程，具有充放电电 压，因此通过将这些电芯中的最大单体电压作为电池整体电压更为准确。

可以理解的是，在电性参数为SOC时，电性参数的获取原理与上述获取原理类似。

步骤102：基于所述电性参数确定电池所处的材料活性区间。

其中，材料活性区间反映电池在相应电性参数下的化学反应活性，也即用于表示当前电池状态下主要是什么材料的化学反应活性高。

在本申请实施例中，对于复合材料体系的电池，在充电过程中，电池处于不同的电量状态，具备高反应活性的离子材料不同，因此需要实时检测电池所处的材料活性区间，以便于后续采取适合于当前区间的充电策略进行充电。

具体地，所述电池为复合材料体系时，其至少由两种材料复合而成，因此材料活性区间至少包括第一材料活性区间和第二材料活性区间。

在一种可能的实现方式中，在充电过程中电池的电性参数大致呈上升趋势，而材料化学反应活性受电池电性参数影响，因此通过电性参数与预设参数阈值来区分电池所处的材料活性区间会更加贴切。

具体地，针对基于电性参数确定电池所处的材料活性区间的过程，可以通过将电性参数与预设参数阈值比较可以很好将材料活性区间区分开。即在电性参数小于预设参数阈值时，确定电池所处的材料活性区间为第一材料活性区间；在电性参数大于等于预设参数阈值，确定电池所处的材料活性区间为第二材料活性区间。

进一步地，在电池为磷酸锰铁锂复合材料体系时，对于磷酸锰铁锂复合材料中磷酸铁锂材料的反应活性主要在低电压区，而磷酸锰锂材料的反应活性主要在高电压区，因此第一材料活性区间为磷酸铁锂材料区间，第二材料活性区间为磷酸锰锂材料区间。

在一个例子中，假设在4.0-4.1V之间，对应锰离子(Mn ³⁺/Mn ²⁺)的反应活性高，在3.5-3.6V之间，对应铁离子(Fe ³⁺/Fe ²⁺)的反应活性高，因此可以将电压阈值设置为4V。也就是说，在电池电压小于4V时，电池所处的材料活性区间为磷酸铁锂材料区间，在电池电压达到4V以上时，电池所处的材料活性区间为磷酸锰锂材料区间。

值得注意的是，电池电压与电池SOC状态强相关，电池电压越高，那么电 池SOC越高，因此在电池处于磷酸铁锂材料的活性区间时，其对应的SOC状态为低端SOC区间，在电池处于磷酸锰锂材料的活性区间时，其对应的SOC状态为高端SOC区间。

在执行步骤102之前，需要与充电设备之间进行信息交互，以完成充电初始阶段的充电电流请求，并获取到充电设备的最大输出电流。

在充电初始阶段，受电池温度、电压、以及SOC状态的影响，可以通过确定电池当前可接受的最大充电电流，然后将该最大充电电流作为充电电流充电，以确保电池充电安全性。

可以理解的是，可以采用相关计算逻辑，根据电池温度、电池电压以及SOC值计算当前电池的可接受充电能力(也即最大充电电流)。

步骤103：利用与该材料活性区间对应的充电策略对电池进行充电。

在本申请实施例中，可以预先根据不同材料活性区间的特性，为每种材料活性区间设计相适应的充电策略，以尽最大可能提升电池充电速度的同时，不会出现析锂问题，并充入足够多的电量。

优选的，第一材料活性区间和第二材料活性区间分别对应不同的充电策略。

下面以电池为复合型的磷酸锰铁锂材料体系为例，分别给出第一材料活性区间为磷酸铁锂材料活性区间的充电策略和第二材料活性区间为磷酸锰理材料活性区间的充电策略：

首先，针对材料活性区间为磷酸铁锂材料区间，可以根据第二电池状态调节充电电流充电。

其中，当电池状态处于磷酸铁锂材料区间时，说明电池充电量处于低端SOC区间，电极极化主要来自负极材料，充电电流过大容易出现负极析锂，因此本实施例根据第二电池状态自适应调节充电电流，以避免出现负极析锂问题。

在一可选的具体实施方式中，可以每隔预设周期，获取一次第二电池状态，并根据该第二电池状态，通过查找预设的充电窗口表获得目标充电请求电流，并将目标充电请求电流作为充电电流充电。

其中，充电窗口表是根据电池的析锂窗口测算获得，每隔一段时间查找充电窗口表调节一次充电电流，可以确保电池始终使用最大电流能力快速充电的同时，不会发生析锂问题。

预设周期表示充电电流的调节周期，可以根据实际经验设置，周期越大，说明调节间隔时间越长，周期越小，说明调节间隔时间越短。

进一步地，锂离子电池的充电窗口随着电池温度和SOC状态变化而变化，不同的电池温度和SOC状态组合对应的充电窗口中的充电请求电流不同。

可选的，第二电池状态可以包括电池中电芯的最高温度、最低温度、最大SOC、以及最小SOC。

基于此，针对根据该第二电池状态通过查找预设的充电窗口表获得目标充电请求电流的过程，可以根据最高温度、最低温度、最大SOC、以及最小SOC确定温度与SOC的不同组合方式，然后在充电窗口表中查找每种组合方式对应的充电请求电流，进而根据每种组合方式对应的充电请求电流获得目标充电请求电流。

其中，由于电池中各个电芯的差异性，在所有电芯的温度和SOC中，会存在最高温度、最低温度、最大SOC、以及最小SOC，通过将不同温度和SOC进行组合，并全面综合每种组合情况的充电请求电流确定最终的目标充电请求电流，使得最终确定的充电电流更加适应于电池的当前状态。

本领域技术人员可以理解的是，由于电池温度和SOC值具有连续性变化特点，充电窗口表不可能列举出所有电池温度和SOC值的组合情况，因此在查找充电窗口表时可以采用线性查表方式和/或阶梯式查表方式。

进一步地，由最高温度、最低温度、最大SOC、以及最小SOC可以确定出温度与SOC的不同组合方式有：最高温度和最大SOC、最高温度和最小SOC、最低温度和最大SOC、最低温度和最小SOC四种情况。

针对每种组合方式对应的充电请求电流获得目标充电请求电流的过程，优选的，由于不同电芯的充电能力不同，可以将充电请求电流中最小的充电请求电流确定为目标充电请求电流，以尽可能保证电池电芯充电的安全性。

然后，针对材料活性区间为磷酸锰锂材料区间，可以将充电设备的最大输出电流作为充电电流充电，直至电池电压满足满充截止条件，并根据预设的满充截止电压进行多次恒压充电。

其中，满充截止条件表示结束使用充电设备最大输出电流充电的条件，而不是结束电池充电流程。当电池状态进入磷酸锰锂材料区间时，说明电池充电量已经入高端SOC区间，电池的极化阻抗主要来自正极材料，在大电流工况下，负极 还未达到析锂电位，而电池因为正极极化大会很快达到满充截止电压。由此可见，在磷酸锰锂材料区间，可以不限制电池的充电电流，因此先使用充电设备的最大输出电流进行恒流充电，直至电池电压满足满充截止条件，以最大限度提升电池充电速度，然后再根据满充截止电压进行多次的恒压充电，以保证电池充入足够的电量。

在一具体实施例中，针对电池电压是否满足满充截止条件的判断过程，可以根据电池电压达到预设的满充截止电压时，开始计时，在计时到达预设时长时，如果电池电压仍达到满充截止电压，则电池电压满足满充截止条件。

在本实施例中，通过将电池电压达到满充截止电压并持续一定时间的条件作为使用最大输出电流充电的结束条件，可以确保电池电压达到满充截止电压的真实性。

在另一具体实施例中，针对根据预设的满充截止电压进行多次恒压充电的过程，可以先根据满充截止电压确定电池电压的浮动范围，然后将充电设备的最大输出电流作为恒压充电初始的充电电流充电，并根据第一电池状态调节充电电流逐渐降低，以将电池电压维持在所述浮动范围内，在确定充电电流降至预设电流阈值时，将循环次数加1，进一步地，如果循环次数未到达预设次数，则继续返回执行将充电设备的最大输出电流作为恒压充电初始的充电电流充电的步骤，以进行下一次的恒压充电流程。

具体地，在使用充电设备的最大输出电流将电池电压充到满充截止电压后，在恒压充电过程中，为了将电池电压维持在满充截止电压附近，可以具体将满充截止电压±偏差阈值作为电池电压的浮动范围。

其中，恒压充电指的是电池电压维持不变的充电过程。并且恒压充电的次数可以根据实验测试获得，该次数需要确保电池最终能够容纳足够多的电量。可选的，每次恒压充电过程中用于调节充电电流的第一电池状态可以包括电芯的最大可接受电流、实时采集的电芯单体电压、实时采集的充电电流等。

在本实施例中，每次恒压充电(CV)通过将大充电电流自适应调节持续下降，以维持电池电压在满充截止电压附近浮动，以充入一定的电量，经过多次的恒压充电调节，使得电池充入足够的电量，而不至于采用现有充电控制方案造成电池充不满的问题。

需要说明的是，本申请方案不局限于上述给出的磷酸锰铁锂复合型材料电池，也适用于其他复合体系材料电池，对于其他复合体系材料电池，也可以根据电池电压划分不同的材料活性区间，并采取不同的充电策略充电。

至此，完成上述图1所示的电池充电控制流程，对于复合材料体系的电池，在充电过程中，电池在不同的电性参数状态下，具有高化学反应活性的材料不同，因此通过电池的电性参数实时检测电池所处的材料活性区间，对于不同的材料活性区间采用适应于该活性区间的充电策略进行充电，以保证电池充入足够多的电量的同时，加快电池的充电速度。

针对上述实施例给出的技术方案，下面以一个具体实施例对本申请方案进行全面阐述。

图2为本申请根据一示例性实施例示出的一种电池充电控制具体实现流程图，下面以新能源电动汽车的电池充电控制为例，且电池采用磷酸锰铁锂材料体系进行详细说明，包括如下步骤：

步骤1：唤醒整车并插入插枪，整车与充电桩进行信息交互，并利用电池当前可接受的最大充电电流充电。

其中，电池管理系统根据内部计算逻辑计算出当前电池的可接受充电能力(也即电池当前可接受的最大充电电流)发送给整车和充电桩(也即充电设备)，充电桩及时响应并输出相应的请求充电电流的同时，将自身的最大输出电流值发送给整车的VCU。

步骤2：在充电过程中，实时检测电池中各电芯的单体电压，并选取最大的单体电压作为电池电压。

步骤3：根据电池电压小于预设电压阈值，确定电池所处的材料活性区间为磷酸铁锂材料区间，并执行步骤5。

步骤4：根据电池电压大于等于预设电压阈值，确定电池所处的材料活性区间为磷酸锰锂材料区间，并执行步骤6。

步骤5：每隔预设周期，获取一次第二电池状态，并根据该第二电池状态查找充电窗口表，以获得目标充电请求电流进行充电。

步骤6：将充电桩的最大输出电流作为充电电流充电，直至电池电压满足满充截止条件，并根据满充截止电压进行多次恒压充电之后，结束本次充电流程。

针对上述步骤1-步骤6的具体实现，可以参见上述图1所示实施例中的相关描述，本申请在此不再赘述。

至此，完成上述图2所示的电池充电控制具体流程。

与前述电池充电控制方法的实施例相对应，本申请还提供了电池充电控制装置的实施例。

图3为本申请根据一示例性实施例示出的一种电池充电控制装置的结构示意图，该装置用于执行上述任一实施例提供的电池充电控制方法，如图3所示，该电池充电控制装置包括：

参数获取模块310，用于获取所述电池充电过程中的电性参数；

区间检测模块320，用于基于所述电性参数确定所述电池所处的材料活性区间，所述材料活性区间反映电池在相应电性参数下的化学反应活性；

充电控制模块330，用于基于与所述材料活性区间对应的充电策略对所述电池进行充电。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的电池充电控制方法对应的计算设备，以执行上述电池充电控制方法。

图4为本申请根据一示例性实施例示出的一种计算设备的硬件结构图，该计算设备可以是BMS、车载控制器、电机控制器、域控制器等，其包括：通信接口601、处理器602、存储器603和总线604；其中，通信接口601、处理器602和存储器603通过总线604完成相互间的通信。处理器602通过读取并执行存储器603中与电池充电控制方法的控制逻辑对应的机器可执行指令，可执行上文 描述的电池充电控制方法，该方法的具体内容参见上述实施例，此处不再累述。

本申请中提到的存储器603可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含存储信息，如可执行指令、数据等等。具体地，存储器603可以是RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、DVD等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。通过至少一个通信接口601(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。

总线604可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器603用于存储程序，所述处理器602在接收到执行指令后，执行所述程序。

处理器602可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器602中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器602可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(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。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

本申请实施例提供的计算设备与本申请实施例提供的电池充电控制方法出于相同的发明构思，具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。

本申请实施方式还提供一种用电装置，该用电装置包括上述所述的计算设备。进一步地，使用该计算设备的用电装置具体可以是电动车、电动船等。

本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的电池充电控制方法对应的计算机可读存储介质，请参考图5所示，其示出的计算机可读存储介质为光盘30，其上存储有计算机程序(即程序产品)，所述计算机程序在被处理器 运行时，会执行前述任意实施方式所提供的电池充电控制方法。

需要说明的是，所述计算机可读存储介质的例子还可以包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。

本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的电池充电控制方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。

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。

还需要说明的是，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、商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、商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“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (20)

1. 一种电池充电控制方法，其特征在于，所述方法包括：

   获取所述电池充电过程中的电性参数；

   基于所述电性参数确定所述电池所处的材料活性区间，所述材料活性区间反映电池在相应电性参数下的化学反应活性；

   基于与所述材料活性区间对应的充电策略对所述电池进行充电。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池为复合材料体系，所述材料活性区间至少包括第一材料活性区间和第二材料活性区间。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于与所述材料活性区间对应的充电策略对所述电池进行充电，包括：

   所述第一材料活性区间和所述第二材料活性区间分别对应不同的充电策略。
4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述电池为磷酸锰铁锂复合材料体系时，所述第一材料活性区间为磷酸铁锂材料区间；

   所述第二材料活性区间为磷酸锰锂材料区间。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于与所述材料活性区间对应的充电策略对所述电池进行充电，包括：

   确定所述材料活性区间为磷酸锰锂材料区间，将充电设备的最大输出电流作为充电电流充电，直至电池电压满足满充截止条件；

   根据预设的满充截止电压进行多次恒压充电。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电池电压满足满充截止条件，包括：

   根据电池电压达到预设的满充截止电压时，开始计时；

   当计时到达预设时长时，根据电池电压仍达到所述满充截止电压，确定电池电压满足满充截止条件。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据预设的满充截止电压进行多次恒压充电，包括：

   根据所述满充截止电压确定电池电压的浮动范围；

   将充电设备的最大输出电流作为恒压充电初始的充电电流充电，并根据第一电池状态调节充电电流逐渐降低，以将电池电压维持在所述浮动范围内。
8. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于与所述材料活性区 间对应的充电策略对所述电池进行充电，包括：

   确定所述材料活性区间为磷酸铁锂材料区间，根据第二电池状态调节充电电流充电。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据第二电池状态调节充电电流充电，包括：

   每隔预设周期，获取一次第二电池状态，并根据所述第二电池状态，通过查找预设的充电窗口表获得目标充电请求电流；

   将所述目标充电请求电流作为充电电流充电。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二电池状态包括电池中电芯的最高温度、最低温度、最大SOC、以及最小SOC；

    所述根据所述第二电池状态，通过查找预设的充电窗口表获得目标充电请求电流，包括：

    根据所述最高温度、最低温度、最大SOC、以及最小SOC确定温度与SOC的不同组合方式；

    在所述充电窗口表中查找每种组合方式对应的充电请求电流；

    根据每种组合方式对应的充电请求电流获得目标充电请求电流。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据每种组合方式对应的充电请求电流获得目标充电请求电流，包括：

    将所述充电请求电流中最小的充电请求电流确定为目标充电请求电流。
12. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述电性参数确定所述电池所处的材料活性区间之前，所述方法还包括：

    确定电池当前可接受的最大充电电流；

    将所述最大充电电流作为充电电流充电。
13. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述电性参数确定所述电池所处的材料活性区间，包括：

    基于所述电性参数的预设参数阈值确定所述电池所处的材料活性区间。
14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，基于所述电性参数确定所述电池所处的材料活性区间，包括：

    根据所述电性参数小于预设参数阈值，确定电池所处的材料活性区间为第一 材料活性区间；

    根据所述电性参数大于等于预设参数阈值，确定电池所处的材料活性区间为第二材料活性区间。
15. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电性参数包括电池电压或SOC。
16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述获取所述电池充电过程中的电性参数，包括：

    获取所述电池包含的每个电芯的单体电压；

    从每个电芯的单体电压中选取最大的单体电压，并确定为电池电压。
17. 一种电池充电控制装置，其特征在于，所述装置包括：

    参数获取模块，用于获取所述电池充电过程中的电性参数；

    区间检测模块，用于基于所述电性参数确定所述电池所处的材料活性区间，所述材料活性区间反映电池在相应电性参数下的化学反应活性；

    充电控制模块，用于基于与所述材料活性区间对应的充电策略对所述电池进行充电。
18. 一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-16任一项所述方法的步骤。
19. 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，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-16任一项所述方法的步骤。
20. 一种用电装置，其特征于，包括权利要求18所述的计算设备。