CN118232452A - 充电控制方法、计算机可读存储介质和用电装置 - Google Patents

充电控制方法、计算机可读存储介质和用电装置 Download PDF

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CN118232452A CN202311274732.5A CN202311274732A CN118232452A CN 118232452 A CN118232452 A CN 118232452A CN 202311274732 A CN202311274732 A CN 202311274732A CN 118232452 A CN118232452 A CN 118232452A
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刘啸
孙毅
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Shanghai BYD Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种充电控制方法、计算机可读存储介质和用电装置，所述方法包括：在恒流充电阶段，以预设充电电流对电池充电；根据当前充电时长与预设充电电流对应的第一充电时长阈值之间的关系，确定是否切换至恒功率充电阶段；在切换至恒功率充电阶段后，在恒功率充电阶段，以预设充电功率对电池充电。本申请提供的充电控制方法，在恒流充电阶段可以采用大倍率预设充电电流对电池进行快速充电并活化电池，并根据充电时长与该预设充电电流之间的关系来控制恒流充电阶段和恒功率充电阶段之间的切换，能够提升充电速度。

Description

充电控制方法、计算机可读存储介质和用电装置
技术领域
本申请涉及蓄电池技术领域，尤其涉及一种充电控制方法、计算机可读存储介质和用电装置。
背景技术
目前，通常采用阶梯式恒流充电方式对电池进行充电，即基于电芯的电压及电池充电状态(Stateof Charge，简称SOC)来确定充电倍率及充电制度。具体的，在小SOC下采用较大倍率电流进行恒流充电，在较大SOC下采用较小倍率电流进行恒流充电。然而，在实际充电过程中，电芯充电时的SOC往往并不是零，如果此时采用的充电电流较小，就会导致电池充电速度过慢，从而导致用户充电体验变差。但是如果盲目使用大倍率电流进行电芯充电，可能会导致电池损伤。因此，亟需提出一种能快速充电的充电方式。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种充电控制方法、计算机可读存储介质和用电装置。
为实现上述目的，本申请的第一方面提供一种充电控制方法，用于对电池的充电进行控制，所述电池的充电过程包括依次进行的恒流充电阶段、恒功率充电阶段以及恒压充电阶段；
所述充电控制方法包括：
在所述恒流充电阶段，以预设充电电流对所述电池充电；
根据当前充电时长与所述预设充电电流对应的第一充电时长阈值之间的关系，确定是否切换至所述恒功率充电阶段；
在所述恒功率充电阶段，以预设充电功率对所述电池充电；
检测所述电池的当前电压，并根据所述电池的当前电压与预设截止电压之间的关系，确定是否切换至所述恒压充电阶段；以及
在所述恒压充电阶段，以所述预设截止电压对所述电池充电。
本申请提供的充电控制方法，在恒流充电阶段可以采用大倍率预设充电电流对电池进行充电并活化电池，可以加快电池活化的进程，从而提升电池的充电速度。此外，本申请提供的充电控制方法，为预设充电电流配置一对应的第一充电时长阈值，并根据充电时长与该预设充电电流之间的关系来确定是否切换至恒功率充电阶段，能够确保采用大倍率预设充电电流的时长不会过长，从而能够避免电池因长时间的大电流充电而出现过热或者析锂的情况，进而在实现快速充电的同时确保了充电的安全性。
可选地，所述电池的充电过程还包括恒压充电阶段；
所述充电控制方法还包括：
检测所述电池的当前电压，并根据所述电池的当前电压与预设截止电压之间的关系，确定是否切换至所述恒压充电阶段；以及
在所述恒压充电阶段，以所述预设截止电压对所述电池充电。
可选地，所述根据当前充电时长与所述预设充电电流对应的第一充电时长阈值之间的关系，确定是否切换至所述恒功率充电阶段，包括：
判断当前充电时长是否小于所述第一充电时长阈值；
若当前充电时长小于所述第一充电时长阈值，则继续保持在所述恒流充电阶段；以及
若当前充电时长大于或者等于所述第一充电时长阈值，则切换至所述恒功率充电阶段。
可选地，所述根据当前充电时长与所述预设充电电流对应的第一充电时长阈值之间的关系，确定是否切换至所述恒功率充电阶段，包括：
检测所述电池的热集中区域的当前温度；其中，所述热集中区域是所述电池中发热最严重的区域；
判断当前充电时长是否满足第一时长切换条件，和/或所述热集中区域的当前温度是否满足第一温度切换条件；
若当前充电时长不满足第一时长切换条件且所述热集中区域的当前温度不满足第一温度切换条件，则继续保持在所述恒流充电阶段；以及
若当前充电时长满足第一时长切换条件和/或所述热集中区域的当前温度满足第一温度切换条件，则切换至所述恒功率充电阶段；
其中，所述第一时长切换条件为当前充电时长大于或者等于所述第一充电时长阈值，所述第一温度切换条件为所述热集中区域的当前温度大于或者等于预设温度阈值。
可选地，在进入所述恒流充电阶段之前，所述充电控制方法还包括：
构建所述电池的热电耦合模型；
基于所述热电耦合模型，确定所述电池的所述热集中区域。
可选地，所述基于所述热电耦合模型，确定所述电池的所述热集中区域，包括：
基于所述热电耦合模型，确定所述电池的所述热集中区域；
基于所述热电耦合模型，得出预设析锂边界曲线；其中，所述预设析锂边界曲线的纵坐标为充电电流、横坐标为充电时长；以及
将所述预设充电电流在所述预设析锂边界曲线上对应的充电时长确定为所述第一充电时长阈值。
可选地，所述恒功率充电阶段包括依次进行的多个恒功率子阶段，每一恒功率子阶段对应一预设充电功率，且下一个恒功率子阶段对应的预设充电功率小于上一个恒功率子阶段对应的预设充电功率；
所述在所述恒功率充电阶段，以预设充电功率对所述电池充电，包括：
在每一所述恒功率子阶段，以该恒功率子阶段对应的预设充电功率对所述电池充电；
所述检测所述电池的当前电压，并根据所述电池的当前电压与预设截止电压之间的关系，确定是否切换至所述恒压充电阶段，包括：
检测所述电池的当前电压、当前充电电流以及所述热集中区域的当前温度；
根据所述电池的当前电压、当前充电电流以及所述热集中区域的当前温度，确定是继续保持在当前恒功率子阶段、或是切换至下一个恒功率子阶段还是切换至所述恒压充电阶段。
可选地，所述根据所述电池的当前电压、当前充电电流以及所述热集中区域的当前温度，确定是继续保持在当前恒功率子阶段、或是切换至下一个恒功率子阶段还是切换至所述恒压充电阶段，包括：
将所述电池的当前充电电流在所述预设析锂边界曲线上对应的充电时长确定为第二充电时长阈值；
判断所述电池的当前电压是否小于所述预设截止电压；
若所述电池的当前电压大于或者等于所述预设截止电压，则切换至所述恒压充电阶段；
若所述电池的当前电压小于所述预设截止电压，则判断当前充电时长是否满足第二时长切换条件，和/或所述热集中区域的当前温度是否满足第二温度切换条件；
若当前充电时长满足第二时长切换条件，和/或所述热集中区域的当前温度满足第二温度切换条件，则切换至下一个恒功率子阶段；以及
若当前充电时长不满足第二时长切换条件且所述热集中区域的当前温度不满足第二温度切换条件，则继续保持在当前恒功率子阶段；
其中，所述第二时长切换条件为当前充电时长大于或者等于所述第二充电时长阈值，所述第二温度切换条件为所述热集中区域的当前温度大于或者等于所述预设温度阈值。
可选地，所述基于所述热电耦合模型，得出预设析锂边界曲线，包括：
基于所述热电耦合模型，分别计算出采用多个充电电流将所述电池充电至析锂时的多个最大充电时长；
根据所述多个充电电流以及所述多个最大充电时长，确定所述多个充电电流中各个充电电流对应的充电时长阈值；其中，各个充电电流对应的充电时长阈值为对应的最大充电时长的X倍，0<X<1；以及
基于各个充电电流与各个充电时长阈值之间的一一对应关系，以充电电流为纵坐标、充电时长为横坐标，绘制出所述预设析锂边界曲线。
可选地，所述电池为三电极电池，包括正极、负极以及参比电极；
所述基于所述热电耦合模型，分别计算出采用多个充电电流将所述电池充电至析锂时的多个最大充电时长，包括：
对于所述多个充电电流中的每一充电电流，执行一次最大充电时长确定步骤，以确定出该充电电流对应的最大充电时长；
其中，所述最大充电时长确定步骤包括：
基于所述热电耦合模型，模拟采用该充电电流持续对所述电池充电，得到所述电池在充电过程中的负极参比电压-充电时长曲线；以及
将所述负极参比电压-充电时长曲线中参比电压为零的点对应的充电时长确定为该充电电流对应的最大充电时长；或者
基于所述热电耦合模型，模拟采用该充电电流持续对所述电池充电，得到所述电池在充电过程中的负极最大嵌锂浓度-充电时长曲线；以及
将所述负极最大嵌锂浓度-充电时长曲线中负极最大嵌锂浓度等于预设嵌锂浓度的点对应的充电时长确定为该充电电流对应的最大充电时长。
可选地，所述充电控制方法还包括：
统计所述电池的充放电循环次数；其中，每一充放电循环次数对应一预设充电电流，随着充放电循环次数逐渐递增，对应的预设充电电流逐渐递减；以及
确定所述充放电循环次数对应的预设充电电流；
所述在所述恒流充电阶段，以预设充电电流对所述电池充电，包括：
在所述恒流充电阶段，以所述充放电循环次数对应的预设充电电流对所述电池充电。
可选地，所述充电控制方法还包括：
统计所述电池的充放电循环次数；其中，每一充放电循环次数对应一预设充电功率，随着充放电循环次数逐渐递增，对应的预设充电功率逐渐递减；以及
确定所述充放电循环次数对应的预设充电功率；
所述在所述恒功率充电阶段，以预设充电功率对所述电池充电，包括：
在所述恒功率充电阶段，以所述充放电循环次数对应的预设充电功率对所述电池充电。
可选地，所述充电控制方法还包括：
统计所述电池的充放电循环次数；其中，每一充放电循环次数对应一预设截止电压，随着充放电循环次数逐渐递增，对应的预设截止电压逐渐递减；以及
确定所述充放电循环次数对应的预设截止电压；
所述在所述恒压充电阶段，以所述预设截止电压对所述电池充电，包括：
在所述恒压充电阶段，以所述充放电循环次数对应的预设截止电压对所述电池充电。
本申请的第二方面还提供一种计算机可读存储介质，所述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执行时实现上述第一方面所述的充电控制方法。
本申请的第三方面还提供一种用电装置，所述用电装置包括电池、存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时实现上述第一方面所述的充电控制方法。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
图1是本申请实施例提供的充电控制方法的第一种流程示意图；
图2是本申请实施例提供的充电控制方法的第二种流程示意图；
图3是图1中步骤60的第一种细化流程图；
图4是图1中步骤60的第二种细化流程图；
图5是本申请实施例提供的充电控制方法的第三种流程示意图；
图6是本申请实施例提供的电池的温度分布模型图；
图7是图5中步骤20的细化流程图；
图8是图7中步骤22的细化流程图；
图9是图8中步骤221的第一种细化流程图；
图10是图8中步骤221的第二种细化流程图；
图11是本申请实施例提供的负极参比电压-充电时长曲线和负极最大嵌锂浓度-充电时长曲线图；
图12是采用本申请提供的CC-CP-CV混合充电制度充电时的实测电流曲线、实测温度曲线、预设温度阈值线以及预设析锂边界曲线图；
图13是图5中步骤80的细化流程图；
图14是图13中步骤82的细化流程图；
图15是采用本申请提供的CC-CP-CV混合充电制度和现有阶充制度、恒功率充电制度充电时的SOC和负极参比电压对比图；
图16是本申请实施例提供的充电控制方法的第四种流程示意图；
图17是采用本申请提供的CC-CP-CV混合充电制度和现有的充电制度充电时的容量保持率对比图；
图18是本申请实施例提供的用电装置的结构示意图。
附图标记说明如下：
用电装置 1
电池 2
存储器 3
处理器 4
如下具体实施方式将结合上述附图说明本申请。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此外，本发明的说明书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
本申请提供一种充电控制方法，所述充电控制方法用于对电池的充电进行控制，所述电池的充电过程包括恒流充电阶段(Constant Current，CC)、恒功率充电阶段(Constant Power，CP)。
请参阅图1，图1是本申请提供的充电控制方法的第一种流程示意图，具体地，所述充电控制方法包括以下步骤：
步骤50，在所述恒流充电阶段，以预设充电电流对所述电池充电。
步骤60，根据当前充电时长与所述预设充电电流对应的第一充电时长阈值之间的关系，确定是否切换至所述恒功率充电阶段。
步骤70，在所述恒功率充电阶段，以预设充电功率对所述电池充电。
本实施例提供的充电控制方法，可以加快电池活化的进程，从而提升电池的充电速度。此外，本申请提供的充电控制方法，为预设充电电流配置一对应的第一充电时长阈值，并根据充电时长与该预设充电电流之间的关系来确定是否切换至恒功率充电阶段，能够确保采用大倍率预设充电电流的时长不会过长，从而能够避免电池因长时间的大电流充电而出现过热或者析锂的情况，进而在实现快速充电的同时确保了充电的安全性。
请参阅图2，图2是本申请提供的充电控制方法的第二种流程示意图，在本实施例中，所述充电控制方法采用CC-CP-CV混合充电制度，即所述电池的充电过程包括恒流充电阶段、恒功率充电阶段以及恒压充电阶段(Constant Voltage，CV)。
具体地，所述充电控制方法包括以下步骤：
步骤50，在所述恒流充电阶段，以预设充电电流对所述电池充电。
步骤60，根据当前充电时长与所述预设充电电流对应的第一充电时长阈值之间的关系，确定是否切换至所述恒功率充电阶段。
步骤70，在所述恒功率充电阶段，以预设充电功率对所述电池充电。
步骤80，检测所述电池的当前电压，并根据所述电池的当前电压与预设截止电压之间的关系，确定是否切换至所述恒压充电阶段。
步骤90，在所述恒压充电阶段，以所述预设截止电压对所述电池充电。
本实施例提供的充电控制方法，采用了CC-CP-CV混合充电制度，在恒功率充电阶段中充电电流会随着电压升高而降低，但依然能保持较高的充电电流，从而能够进一步提升充电速度，并且随着充电电流的逐渐降低，电池损伤的风险、电池极化的程度均会随之降低，此外，根据电池的当前电压与预设截止电压之间的关系来控制恒功率充电阶段和恒压充电阶段之间的切换，能够防止过充，从而可以提升充电的安全性；在恒压充电阶段采用预设截止电压、小电流对电池进行恒压充电，可以消除极化对电芯的影响。
需要说明的是，在本申请实施例中，步骤50和步骤60可以同时执行，也就是说，在所述恒功率充电阶段，在以预设充电功率对所述电池充电的同时，将当前充电时长与所述预设充电电流对应的第一充电时长阈值对比以判断是否满足阶段切换的条件，其中，判断是否满足阶段切换的条件可以是实时进行的，也可以是按照预设频率进行的。同理，步骤70和步骤80也可以同时执行。在所述恒功率充电阶段，检测所述电池的当前电压以及将当前电压与预设截止电压进行对比以判断是否满足阶段切换条件可以是实时进行的，也可以是按照预设频率进行的。在其他实施例中，步骤80还可以与步骤50同时执行，也就是说，在所述恒流充电阶段，也检测所述电池的当前电压，并在所述电池的当前电压与预设截止电压之间满足一定条件时切换至恒压充电阶段，即此时可以跳过所述恒功率充电阶段，而直接从所述恒流充电阶段切换至所述恒压充电阶段。
需要说明的是，本申请中的当前充电时长是指从电池本次充电的起始时刻至当前时刻的时长，而不能理解为从电池多次充电的累积时长。
在本申请实施例中，可选的，电池可以为锂电池，在采用所述预设充电电流对所述电池充电时，若当前充电时长小于该预设充电电流对应的第一充电时长阈值时，能够确保所述电池不析锂。示例性地，所述第一充电时长阈值可以根据采用所述预设充电电流持续充电而不析锂的最大充电时长来选定，例如，可以为最大充电时长的90％，如此，可以保留10％的安全余量。所述预设充电电流的取值与第一充电时长的取值存在一一对应关系，具体地，所述预设充电电流的取值越大，其对应的第一充电时长阈值取值越小。优选地，所述预设充电电流选用大倍率的充电电流，例如倍率为2C～5C。在其他实施例中，所述充电控制方法也能够对其他类型的电池进行充电，例如，磷酸铁锂电池、硅负极电池等，此处不作限定。
所述恒压充电阶段也称为涓流充电阶段，用于弥补电池在将近充满时由于自放电而造成的容量损失，以及消除极化，由于所述恒流充电阶段和所述恒功率充电阶段在很短的时间能够将电池充电至较高的SOC(State of Charge，充电状态)，因此可以相对延长所述恒压充电阶段的时长，即延长消除极化的时长，让电极电位回归至平衡电位，从而能够进一步降低析锂风险。在所述恒压充电阶段，充电电流很小，例如为0.05C。其中，所述预设截止电压可以根据电池的额定电压相应设定。
进一步地，请参阅图3，在一种实施方式中，步骤60具体包括：
步骤62，判断当前充电时长是否小于所述第一充电时长阈值。
若当前充电时长小于所述第一充电时长阈值，则执行步骤63。若当前充电时长大于或者等于所述第一充电时长阈值，则执行步骤64。
步骤63，继续保持在所述恒流充电阶段。
步骤64，切换至所述恒功率充电阶段。执行完步骤64之后执行步骤70。
在本申请实施例中，所述恒功率充电阶段中的充电电流小于或者等于所述恒流充电阶段中的预设充电电流，如此，充电电流逐渐降低，从而析锂风险也逐渐降低。
不难理解，在当前充电时长小于所述第一充电时长阈值时，电池不会出现析锂的问题，从而继续保持在所述恒功率充电阶段，继续以预设充电电流对所述电池充电，能够快速活化电池，在当前充电时长大于或者等于所述第一充电时长阈值，则表明电池可能出现析锂风险，从而切换至所述恒功率充电阶段，能够防止电池析锂。
可选地，请参阅图4，在另一种实施方式中，步骤60具体包括：
步骤65，检测所述电池的热集中区域的当前温度。
其中，所述热集中区域是所述电池中发热最严重的区域，可以通过仿真或者试验确定。
步骤66，判断当前充电时长是否满足第一时长切换条件，和/或所述热集中区域的当前温度是否满足第一温度切换条件。
若当前充电时长不满足第一时长切换条件且所述热集中区域的当前温度不满足第一温度切换条件，则执行步骤67。若当前充电时长满足第一时长切换条件和/或所述热集中区域的当前温度满足第一温度切换条件，则执行步骤68。
其中，所述第一时长切换条件为当前充电时长大于或者等于所述第一充电时长阈值，所述第一温度切换条件为所述热集中区域的当前温度大于或者等于预设温度阈值。
步骤67，继续保持在所述恒流充电阶段。
步骤68，切换至所述恒功率充电阶段。执行完步骤64之后执行步骤70。
其中，所述预设温度阈值可以根据所述恒流充电阶段中采用的所述预设充电电流相应确定，具体地，可以根据相关的安全标准中各个大倍率充电电流所对应的最高限制温度来确定，优选地，所述预设温度阈值为该预设充电电流对应的最高限制温度的90％，如此，可以保留10％的安全余量。
需要说明的是，在电极材料性能不断提升的情况下，对于电池的温升的控制尤为重要，现有的阶梯式恒流充电方式通常只考虑了电流、电压因素，而忽略了电池温升的因素，存在安全风险。
在本实施例中，由于在所述恒流充电阶段设置第一时长切换条件和第一温度切换条件，并在满足两个切换条件中的任何一个时就切换至恒功率充电阶段，不仅能够降低极片上的电流密度，增加嵌锂和平衡时间，从而避免电池因采用大倍率预设充电电流的充电时长过长而析锂，还可以避免在温度达到预设温度阈值时继续采用大倍率的预设充电电流继续进行恒流充电，从而能够防止所述电池继续升温，进而可以提升充电的安全性、减缓电池的老化速度。
进一步地，请参阅图5，图5是本申请提供的充电控制方法的第三种流程示意图，具体地，所述充电控制方法包括以下步骤：
步骤10，构建所述电池的热电耦合模型。
步骤20，基于所述热电耦合模型，确定所述电池的所述热集中区域。
步骤50，在所述恒流充电阶段，以预设充电电流对所述电池充电。
步骤65，检测所述电池的热集中区域的当前温度。
其中，所述热集中区域是所述电池中发热最严重的区域。
步骤66，判断当前充电时长是否满足第一时长切换条件，和/或所述热集中区域的当前温度是否满足第一温度切换条件。
若当前充电时长不满足第一时长切换条件且所述热集中区域的当前温度不满足第一温度切换条件，则执行步骤67。若当前充电时长满足第一时长切换条件和/或所述热集中区域的当前温度满足第一温度切换条件，则执行步骤68。
其中，所述第一时长切换条件为当前充电时长大于或者等于所述第一充电时长阈值，所述第一温度切换条件为所述热集中区域的当前温度大于或者等于预设温度阈值。
步骤67，继续保持在所述恒流充电阶段。
步骤68，切换至所述恒功率充电阶段。执行完步骤68之后执行步骤70。
步骤70，在所述恒功率充电阶段，以预设充电功率对所述电池充电。
步骤80，检测所述电池的当前电压，并根据所述电池的当前电压与预设截止电压之间的关系，确定是否切换至所述恒压充电阶段。
步骤90，在所述恒压充电阶段，以所述预设截止电压对所述电池充电。
其中，步骤50、步骤65～步骤68、步骤70、步骤80以及步骤90已经在前文进行详细介绍，此处不再赘述。
示例性地，如图6所示，通过对所述电池的热电偶和模型进行计算，发现所述电池的正极耳台阶处发热最严重，即可确定为所述热集中区域，从而，在正极耳台阶处设置热敏电阻，并以热熔胶固定，可以实时检测正极耳台阶处在所述电池的充电过程中的温度。如此，通过热电耦合模型分析出所述电池在充电过程中的温度场分布情况，精度更高、成本更低。
进一步地，请参阅图7，步骤20具体包括：
步骤21，基于所述热电耦合模型，确定所述电池的所述热集中区域。
步骤22，基于所述热电耦合模型，得出预设析锂边界曲线。
其中，所述预设析锂边界曲线的纵坐标为充电电流、横坐标为充电时长。
步骤23，将所述预设充电电流在所述预设析锂边界曲线上对应的充电时长确定为所述第一充电时长阈值。
如此，通过热电耦合模型计算得到所述预设析锂边界曲线，精度更高、成本更低。
进一步地，请参阅图8，步骤22具体包括：
步骤221，基于所述热电耦合模型，分别计算出采用多个充电电流将所述电池充电至析锂时的多个最大充电时长。
步骤222，根据所述多个充电电流以及所述多个最大充电时长，确定所述多个充电电流中各个充电电流对应的充电时长阈值。
其中，各个充电电流对应的充电时长阈值为对应的最大充电时长的X倍，0<X<1。优选地，X＝0.9，如此，可以保留10％的安全余量。
步骤223，基于各个充电电流与各个充电时长阈值之间的一一对应关系，以充电电流为纵坐标、充电时长为横坐标，绘制出所述预设析锂边界曲线。
进一步地，在本申请实施例中，所述电池为三电极电池，包括正极、负极以及参比电极。步骤221具体包括：对于所述多个充电电流中的每一充电电流，执行一次最大充电时长确定步骤，以确定出该充电电流对应的最大充电时长。
可选地，请参阅图9，在一种实施例中，所述最大充电时长确定步骤包括：
步骤2211，基于所述热电耦合模型，模拟采用该充电电流持续对所述电池充电，得到所述电池在充电过程中的负极参比电压-充电时长曲线。
其中，所述负极参比电压为负极相对于参比电极的电压。
步骤2212，将所述负极参比电压-充电时长曲线中参比电压为零的点对应的充电时长确定为该充电电流对应的最大充电时长。
请参阅图10，在另一种实施例中，所述最大充电时长确定步骤包括：
步骤2213，基于所述热电耦合模型，模拟采用该充电电流持续对所述电池充电，得到所述电池在充电过程中的负极最大嵌锂浓度-充电时长曲线。
步骤2214，将所述负极最大嵌锂浓度-充电时长曲线中负极最大嵌锂浓度等于预设嵌锂浓度的点对应的充电时长确定为该充电电流对应的最大充电时长。
示例性地，如图11所示，基于所述热电耦合模型，模拟一充电电流持续对所述电池充电时，可以得到所述电池在充电过程中的负极参比电压-充电时长曲线和负极最大嵌锂浓度-充电时长曲线，从而，根据所述负极参比电压-充电时长曲线或所述负极最大嵌锂浓度-充电时长曲线可以确定出该充电电流对应的最大充电时长。
示例性地，可以模拟分别采用1A、2A、3A……15A的充电电流分别对所述电池进行持续充电，得到对应的15个最大充电时长，再根据15个最大充电时长得到对应的15个充电时长阈值(每个充电时长阈值为对应的最大充电时长的0.9倍)，再根据15个充电电流与15个充电时长阈值之间的一一对应关系，得到在充电电流-充电时长坐标系上的15个点，将该15个点连接成线可以绘制出图12中的预设析锂边界曲线。可以理解的是，模拟次数越多，点的个数也就越多，从而，预设析锂边界曲线就越精准，因此，可以根据需求选择模拟次数。
需要说明的是，在其他实施例中，也可以建立充电时长阈值映射表而不绘制所述预设析锂边界曲线，其中，所述充电时长阈值映射表中可以记录有多个充电电流范围与多个充电时长阈值之间的一一映射关系。从而，根据所述充电时长阈值映射表也可以确定出所述预设充电电流对应的第一充电时长阈值。
可选地，在一种实施方式中，所述恒功率充电阶段包括依次进行的多个恒功率子阶段，每一恒功率子阶段对应一预设充电功率，且下一个恒功率子阶段对应的预设充电功率小于上一个恒功率子阶段对应的预设充电功率。示例性地，所述多个恒功率子阶段可以包括4个恒功率子阶段，其中，第1个恒功率子阶段对应的预设充电功率为3CW，第2个恒功率子阶段对应的预设充电功率为2.2CW，第3个恒功率子阶段对应的预设充电功率为1.8CW，第4个恒功率子阶段对应的预设充电功率为1.1CW。在其他实施方式中，所述恒功率充电阶段也可以只包括一个恒功率子阶段。
进一步地，在本实施方式中，步骤70具体包括：在每一所述恒功率子阶段，以该恒功率子阶段对应的预设充电功率对所述电池充电。
进一步地，请参阅图13，步骤80具体包括：
步骤81，检测所述电池的当前电压、当前充电电流以及所述热集中区域的当前温度。
步骤82，根据所述电池的当前电压、当前充电电流以及所述热集中区域的当前温度，确定是继续保持在当前恒功率子阶段、或是切换至下一个恒功率子阶段还是切换至所述恒压充电阶段。
如此，可以将所述恒功率充电阶段分为充电功率递减的多个恒功率子阶段，实现对所述电池进行降功率多阶充电，从而能够延长所述电池在较高的温度平台的充电时长，使得所述电池在所述恒功率充电阶段保持加高的活跃状态，进而最大程度地提升充电速度。
进一步地，请参阅图14，步骤82具体包括：
步骤821，将所述电池的当前充电电流在所述预设析锂边界曲线上对应的充电时长确定为第二充电时长阈值。
步骤823，判断所述电池的当前电压是否小于所述预设截止电压。
若所述电池的当前电压大于或者等于所述预设截止电压，则执行步骤824。若所述电池的当前电压小于所述预设截止电压，则执行步骤825。
步骤824，切换至所述恒压充电阶段。执行完步骤824之后执行步骤90。
步骤825，判断当前充电时长是否满足第二时长切换条件，和/或所述热集中区域的当前温度是否满足第二温度切换条件。
若当前充电时长满足第二时长切换条件，和/或所述热集中区域的当前温度满足第二温度切换条件，则执行步骤826。若当前充电时长不满足第二时长切换条件且所述热集中区域的当前温度不满足第二温度切换条件，则执行步骤827。
其中，所述第二时长切换条件为当前充电时长大于或者等于所述第二充电时长阈值，所述第二温度切换条件为所述热集中区域的当前温度大于或者等于所述预设温度阈值。
步骤826，切换至下一个恒功率子阶段。
步骤827，继续保持在当前恒功率子阶段。
在本实施例中，由于在所述恒流充电阶段设置第二时长切换条件和第二温度切换条件，在满足两个切换条件中的任何一个时，就切换至下一个恒功率子阶段，不仅能够降低极片上的电流密度，增加嵌锂和平衡时间，从而避免电池因采用大功率值的预设充电功率的充电时长过长而析锂，还可以避免在温度达到预设温度阈值时继续采用大功率值的预设充电功率进行恒功率充电，从而能够防止所述电池继续升温，进而可以提升充电的安全性、减缓电池的老化速度。
请参阅图15，图15为采用本申请提供的CC-CP-CV混合充电制度和现有阶充制度、恒功率充电制度充电时的SOC和负极参比电压对比图，从图15可以看出，采用本申请提供的CC-CP-CV混合充电制度对所述电池充电，一方面，可以在20分钟内将所述电池充电至80％的SOC，能够节约2～5分钟的充电时间；另一方面，可以让所述电池的负极参比电压的最低值保持在较高水平，从而能够极大地降低析锂风险。
此外，现有的充电方式通常采用相同的充电制度对老化电池和新鲜电池充电，如此，将提升老化电池的析锂风险。示例性地，以容量为4150mAh的电池为例，倍率为3C的充电电流健康电池为12.45A，然而，对于衰减后期容量保持率为87％的老化电池来说，12.45A的充电电流的实际倍率为12.45A/(4150mAh*87％)＝3.44C，也就是说，如果采用相同的充电制度对老化电池充电，必然会使得电芯内部相对电流密度增高，最终将导致析锂。
有鉴于此，请参阅图16，图16是本申请提供的充电控制方法的第四种流程示意图，具体地，所述充电控制方法包括以下步骤：
步骤30，统计所述电池的充放电循环次数。
其中，每一充放电循环次数对应一预设充电电流、一预设充电功率以及一预设截止电压，随着充放电循环次数逐渐递增，对应的预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压均逐渐递减。
步骤40，确定所述充放电循环次数对应的预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压。
步骤501，在所述恒流充电阶段，以所述充放电循环次数对应的预设充电电流对所述电池充电。
步骤60，根据当前充电时长与所述预设充电电流对应的第一充电时长阈值之间的关系，确定是否切换至所述恒功率充电阶段。
步骤701，在所述恒功率充电阶段，以所述充放电循环次数对应的预设充电功率对所述电池充电。
步骤801，检测所述电池的当前电压，并根据所述电池的当前电压与所述充放电循环次数对应的预设截止电压之间的关系，确定是否切换至所述恒压充电阶段。
步骤901，在所述恒压充电阶段，以所述充放电循环次数对应的预设截止电压对所述电池充电。
其中，统计所述电池的充放电循坏次数这一步骤的执行时间，可以是在每次充电进程开始之前，也可以是在每次充电进程结束之后，此处不作限定。
根据常温下电池循环衰减测试结果可知，健康电池的前期的容量保持率与充放电循环次数成一定程度的线性相关性，具体地，容量保持率每衰减3％，充放电循环次数约在150-350次之间。
本实施例根据充放电循环次数确定对应的预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压，并基于所述充放电循环次数对应的充电电流、预设充电功率以及预设截止电压对所述电池充电，一方面，通过自适应地调整在所述恒流充电阶段和所述恒功率充电阶段中的充电电流，可以在一定程度上降低电池在老化过程中因阻抗增大引起的极化，并保持电化学反应速率与负极嵌锂速率的平衡，从而能够进一步降低析锂风险、减缓电芯老化速度、提升充电的安全性；另一方面，通过降低所述预设截止电压可以保证所述电池充电时间。
其中，所述充放电循环次数与预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压之间的对应关系可以通过仿真、试验获得。
示例性地，在一种实施方式中，考虑到满足充电容量和充电时间以尽量满足快充需求，可以根据以下规则确定所述充放电循环次数与预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压之间的对应关系：所述充放电循环次数每增加250次，对应的预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压分别降低0.025C、0.05CW、25mV。例如，当所述充放电循环次数在250次以下时，预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压分别取值为3C、3CW、10V；当所述充放电循环次数在250～500次之间时，预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压分别取值为2.975C、2.95CW、9.975V，以此类推。
在另一种实施方式中，考虑到改善电芯使用寿命及安全性能以尽量满足安全需求，可以根据以下规则确定所述充放电循环次数与预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压之间的对应关系：所述充放电循环次数每增加200次，对应的预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压分别降低0.05C、0.1CW、20mV。例如，当所述充放电循环次数在200次以下时，预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压分别取值为3C、3CW、10V；当所述充放电循环次数在200～400次之间时，预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压分别取值为2.95C、2.9CW、9.98V，以此类推。
需要说明的是，在其他实施例中，每一充放电循环次数可以只与一预设充电电流、一预设充电功率以及一预设截止电压中的至少一个对应，也就是说，在其他实施例中，可以是预设充电电流、预设充电功率以及预设截止电压中的一个或者多个随着充放电循环次数逐渐递增而逐渐递减。例如，在一种实施例中，每一充放电循环次数与一预设充电电流对应，预设充电电流随着充放电循环次数逐渐递增而逐渐递减，而预设充电功率、预设截止电压均为固定值，不随着充放电循环次数逐渐递增而逐渐递减；在一种实施例中，每一充放电循环次数与预设充电功率对应，预设充电功率对应随着充放电循环次数逐渐递增而逐渐递减，而预设充电电流、预设截止电压均为固定值，不随着充放电循环次数逐渐递增而逐渐递减；在一种实施例中，每一充放电循环次数与一预设截止电压对应，预设截止电压随着充放电循环次数逐渐递增而逐渐递减，而预设充电电流、预设充电功率均为固定值，不随着充放电循环次数逐渐递增而逐渐递减。
请参阅图17，图17为采用本申请提供的CC-CP-CV混合充电制度和现有的充电制度充电时的容量保持率对比图，从图17可以看出，采用本申请提供的CC-CP-CV混合充电制度对所述电池充电时，电池的衰减速率明显降缓，并随着充放电循环次数增多，优势进一步增大，容量保持率更高。
请参阅图18，基于同样的发明构思，本申请还提供一种用电装置1，所述用电装置1包括电池2、存储器3以及处理器4，所述存储器3上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器4执行时实现上述任一实施例所述的充电控制方法。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述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执行时实现上述任一实施例所述的充电控制方法。
本申请实施例的计算机可读存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如C语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种充电控制方法，用于对电池的充电进行控制，其特征在于，所述电池的充电过程包括恒流充电阶段、恒功率充电阶段；
所述充电控制方法包括：
在所述恒流充电阶段，以预设充电电流对所述电池充电；
根据当前充电时长与所述预设充电电流对应的第一充电时长阈值之间的关系，确定是否切换至所述恒功率充电阶段；以及
在所述恒功率充电阶段，以预设充电功率对所述电池充电。
2.如权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，所述电池的充电过程还包括恒压充电阶段；
所述充电控制方法还包括：
检测所述电池的当前电压，并根据所述电池的当前电压与预设截止电压之间的关系，确定是否切换至所述恒压充电阶段；以及
在所述恒压充电阶段，以所述预设截止电压对所述电池充电。
3.如权利要求1或2所述的充电控制方法，其特征在于，所述根据当前充电时长与所述预设充电电流对应的第一充电时长阈值之间的关系，确定是否切换至所述恒功率充电阶段，包括：
判断当前充电时长是否小于所述第一充电时长阈值；
若当前充电时长小于所述第一充电时长阈值，则继续保持在所述恒流充电阶段；以及
若当前充电时长大于或者等于所述第一充电时长阈值，则切换至所述恒功率充电阶段。
4.如权利要求2所述的充电控制方法，其特征在于，所述根据当前充电时长与所述预设充电电流对应的第一充电时长阈值之间的关系，确定是否切换至所述恒功率充电阶段，包括：
检测所述电池的热集中区域的当前温度；其中，所述热集中区域是所述电池中发热最严重的区域；
判断当前充电时长是否满足第一时长切换条件，和/或所述热集中区域的当前温度是否满足第一温度切换条件；
若当前充电时长不满足第一时长切换条件且所述热集中区域的当前温度不满足第一温度切换条件，则继续保持在所述恒流充电阶段；以及
若当前充电时长满足第一时长切换条件和/或所述热集中区域的当前温度满足第一温度切换条件，则切换至所述恒功率充电阶段；
其中，所述第一时长切换条件为当前充电时长大于或者等于所述第一充电时长阈值，所述第一温度切换条件为所述热集中区域的当前温度大于或者等于预设温度阈值。
5.如权利要求4所述的充电控制方法，其特征在于，在进入所述恒流充电阶段之前，所述充电控制方法还包括：
构建所述电池的热电耦合模型；以及
基于所述热电耦合模型，确定所述电池的所述热集中区域。
6.如权利要求5所述的充电控制方法，其特征在于，所述基于所述热电耦合模型，确定所述电池的所述热集中区域，包括：
基于所述热电耦合模型，确定所述电池的所述热集中区域；
基于所述热电耦合模型，得出预设析锂边界曲线；其中，所述预设析锂边界曲线的纵坐标为充电电流、横坐标为充电时长；以及
将所述预设充电电流在所述预设析锂边界曲线上对应的充电时长确定为所述第一充电时长阈值。
7.如权利要求6所述的充电控制方法，其特征在于，所述恒功率充电阶段包括依次进行的多个恒功率子阶段，每一恒功率子阶段对应一预设充电功率，且下一个恒功率子阶段对应的预设充电功率小于上一个恒功率子阶段对应的预设充电功率；
所述在所述恒功率充电阶段，以预设充电功率对所述电池充电，包括：
在每一所述恒功率子阶段，以该恒功率子阶段对应的预设充电功率对所述电池充电；
所述检测所述电池的当前电压，并根据所述电池的当前电压与预设截止电压之间的关系，确定是否切换至所述恒压充电阶段，包括：
检测所述电池的当前电压、当前充电电流以及所述热集中区域的当前温度；
根据所述电池的当前电压、当前充电电流以及所述热集中区域的当前温度，确定是继续保持在当前恒功率子阶段、或是切换至下一个恒功率子阶段还是切换至所述恒压充电阶段。
8.如权利要求7所述的充电控制方法，其特征在于，所述根据所述电池的当前电压、当前充电电流以及所述热集中区域的当前温度，确定是继续保持在当前恒功率子阶段、或是切换至下一个恒功率子阶段还是切换至所述恒压充电阶段，包括：
将所述电池的当前充电电流在所述预设析锂边界曲线上对应的充电时长确定为第二充电时长阈值；
判断所述电池的当前电压是否小于所述预设截止电压；
若所述电池的当前电压大于或者等于所述预设截止电压，则切换至所述恒压充电阶段；
若所述电池的当前电压小于所述预设截止电压，则判断当前充电时长是否满足第二时长切换条件，和/或所述热集中区域的当前温度是否满足第二温度切换条件；
若当前充电时长满足第二时长切换条件，和/或所述热集中区域的当前温度满足第二温度切换条件，则切换至下一个恒功率子阶段；以及
若当前充电时长不满足第二时长切换条件且所述热集中区域的当前温度不满足第二温度切换条件，则继续保持在当前恒功率子阶段；
其中，所述第二时长切换条件为当前充电时长大于或者等于所述第二充电时长阈值，所述第二温度切换条件为所述热集中区域的当前温度大于或者等于所述预设温度阈值。
9.如权利要求6所述的充电控制方法，其特征在于，所述基于所述热电耦合模型，得出预设析锂边界曲线，包括：
基于所述热电耦合模型，分别计算出采用多个充电电流将所述电池充电至析锂时的多个最大充电时长；
根据所述多个充电电流以及所述多个最大充电时长，确定所述多个充电电流中各个充电电流对应的充电时长阈值；其中，各个充电电流对应的充电时长阈值为对应的最大充电时长的X倍，0<X<1；以及
基于各个充电电流与各个充电时长阈值之间的一一对应关系，以充电电流为纵坐标、充电时长为横坐标，绘制出所述预设析锂边界曲线。
10.如权利要求9所述的充电控制方法，其特征在于，所述电池为三电极电池，包括正极、负极以及参比电极；
所述基于所述热电耦合模型，分别计算出采用多个充电电流将所述电池充电至析锂时的多个最大充电时长，包括：
对于所述多个充电电流中的每一充电电流，执行一次最大充电时长确定步骤，以确定出该充电电流对应的最大充电时长；
其中，所述最大充电时长确定步骤包括：
基于所述热电耦合模型，模拟采用该充电电流持续对所述电池充电，得到所述电池在充电过程中的负极参比电压-充电时长曲线；以及
将所述负极参比电压-充电时长曲线中参比电压为零的点对应的充电时长确定为该充电电流对应的最大充电时长；或者
基于所述热电耦合模型，模拟采用该充电电流持续对所述电池充电，得到所述电池在充电过程中的负极最大嵌锂浓度-充电时长曲线；以及
将所述负极最大嵌锂浓度-充电时长曲线中负极最大嵌锂浓度等于预设嵌锂浓度的点对应的充电时长确定为该充电电流对应的最大充电时长。
11.如权利要求1或2所述的充电控制方法，其特征在于，所述充电控制方法还包括：
统计所述电池的充放电循环次数；其中，每一充放电循环次数对应一预设充电电流，随着充放电循环次数逐渐递增，对应的预设充电电流逐渐递减；以及
确定所述充放电循环次数对应的预设充电电流；
所述在所述恒流充电阶段，以预设充电电流对所述电池充电，包括：
在所述恒流充电阶段，以所述充放电循环次数对应的预设充电电流对所述电池充电。
12.如权利要求1或2所述的充电控制方法，其特征在于，所述充电控制方法还包括：
统计所述电池的充放电循环次数；其中，每一充放电循环次数对应一预设充电功率，随着充放电循环次数逐渐递增，对应的预设充电功率逐渐递减；以及
确定所述充放电循环次数对应的预设充电功率；
所述在所述恒功率充电阶段，以预设充电功率对所述电池充电，包括：
在所述恒功率充电阶段，以所述充放电循环次数对应的预设充电功率对所述电池充电。
13.如权利要求2所述的充电控制方法，其特征在于，所述充电控制方法还包括：
统计所述电池的充放电循环次数；其中，每一充放电循环次数对应一预设截止电压，随着充放电循环次数逐渐递增，对应的预设截止电压逐渐递减；以及
确定所述充放电循环次数对应的预设截止电压；
所述在所述恒压充电阶段，以所述预设截止电压对所述电池充电，包括：
在所述恒压充电阶段，以所述充放电循环次数对应的预设截止电压对所述电池充电。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述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执行时实现如权利要求1-13中任一项所述的充电控制方法。
15.一种用电装置，其特征在于，包括：
电池；以及
存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-13中任一项所述的充电控制方法。
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