CN108879816A - 一种基于锂电池特性的充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了本发明提供一种基于锂电池特性的新充电控制方法,该方法包括:S1，检测到有锂电池需要充电；S2，按照预设的预充电电流对锂电池进行阶梯化预充电；S3，在完成预充电后，按照预设的恒流充电电流对锂电池进行恒流充电；S4，在完成恒流充电后对锂电池进行恒压充电。采用本发明，解决了充电启动过程中过充的技术问题。

Description

一种基于锂电池特性的充电控制方法

技术领域

本发明属于充电桩技术领域，尤其涉及对电池直接充电的直流充电桩的充电输出控制方法。

背景技术

目前充电桩分为交流、直流两种，其中，交流充电桩是直接将市电通过一个断路器传递给车辆，车辆再通过其内部的电能变换装置对电池进行充电；直流充电桩则是将市电在桩内进行电能变换，然后通过开关直接传递给车辆的电池。

现在的直流充电桩，其输出电压和输出电流的依据来自于车辆电池管理系统（以下简称为BMS），而在实际的应用中，BMS上送的输出电压和输出电流却并没有考虑到当前电动汽车所使用的锂电池的特性（笔者在现场遇到多款车辆，其BMS的充电需求和其管理的电池的充电特性并不相符，从而导致了较多的单体电池过充、虚电的现象），就从而造成了很多的单体电池过充、虚电等问题。而这些问题的存在，也造成了车辆电池整体使用寿命短、续航里程缩短进度快的问题。另外，此种充电方式，也造成了较大的电能的浪费（电能转化为热能消耗掉了），也增加了。

发明内容

本发明的目的提供一种基于锂电池特性的新充电控制方法，解决了充电启动过程中的过充的技术问题。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种基于锂电池特性的新充电控制方法,该方法包括:

S1，检测到有锂电池需要充电；

S2，按照预设的预充电电流对锂电池进行阶梯化预充电；

S3，在完成预充电后，按照预设的恒流充电电流对锂电池进行恒流充电；

S4，在完成恒流充电后对锂电池进行恒压充电。

本技术方案根据锂电池的充电特性，在恒流充电之前进行预充电，该与充电的过程为充电电流阶梯型增加的过程，即最开始以比较小的电流充电，维持一段时间之后，进入下一个阶梯。这样，一在每个阶段都采用小电流进行充电，从而使电流呈阶梯型的增长，逐渐增加到恒流充电的电流。在一定程度上消除了充电启动过程中的过充问题，使电流的变化曲线趋于连续化。

优选的，还包括；

预设恒流充电电流C；

将预充电过程分为n个阶段;

预设预充电过程的每个阶段的充电电流为C/n。

本技术方案将恒流充电电流按照预充电的阶段进行均分，保证了每个阶段的增量相同，使电流的变化趋于连续化，逐渐达到了恒流充电电流，防止了充电启动过程发生过充现象。

优选的，所述步骤s2具体包括：

在每个预充电阶段按照预设的电流和预设的时间为锂电池充电，直到检测到充电电流达到预设的恒流充电电流。

本技术方案消除了充电启动过程中发生过充现象。

优选的，步骤s4具体包括：

检测单体电池的充电电压，在单体电池的充电电压大于等于预设的最高电压时，将限制充电电流修改为预设的超限电流，并在检测到单体电池的充电电压恢复到标准值后，将限制充电电流修改回预设的最小允许电流。

本技术方案在充电电压大于预设的最高电压时，先暂停充电，然后在超限量回复后再继续涓流充电，对电体电池起到了保护作用。

优选的，步骤s4具体包括：

检测单体电池的温度，在单体电池的温度超过最大允许温度时，将限制充电电流修改为预设的超限电流，并在检测到单体电池的温度恢复到标准值后，将限制充电电流修改回预设的最小允许电流。

本技术方案存在恒流充电区间中，采用条件间断充电方式，即在单体电池的温度达到最高允许温度时，先暂停充电，超限量回复后再继续涓流充电，对单体电池起到了很好的保护作用。

本发明在充电开始阶段增加与预充电区间,防止开始充电时的电流冲击,在恒压充电区间中,采用条件间断充电方式,在单体电压或者温度过高时,先暂停充电,超限量回复后再继续涓流充电,从而解决了充电启动过程中过充的技术问题。

附图说明

图1是本发明一种基于锂电池特性的充电控制方法的一种实施例的流程示意图；

图2是本发明一种基于锂电池特性的充电控制方法的包含预充电阶段的曲线示意图。

图3是本发明一种基于锂电池特性的充电控制方法的展示恒压充电阶段的典型曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

参考图1，该图是本发明一种基于锂电池特性的充电控制方法的一种实施例的流程示意图，该流程包括：

S1，检测到有锂电池需要充电；

S2，按照预设的预充电电流对锂电池进行阶梯化预充电；

S3，在完成预充电后，按照预设的恒流充电电流对锂电池进行恒流充电；

S4，在完成恒流充电后对锂电池进行恒压充电。

具体实现时，步骤s2的具体过程区别于目前常用的充电方式，在充电开始阶段采用一个较小的电流进行充电，维持一段时间后，将充电电流提到恒流区间的充电电流，然后进入步骤s3。因此，在预充电区间是将充电电流调整为阶梯化的阶段，虽然在一定程度上增加了预充电的时间，但却消除了充电启动过程中的过充的问题，使电流的变化曲线趋于连续化。如图2所示，预设恒流阶段的最大充电电流为1C（C为电池容量，单位为A.h，下面所有的描述等同），预充电电流从0到1C划分了5个阶段，每个阶段增加0.2C。在实际应用中可以实际的需求划分为不同数量的阶段。这样的技术方案减小了充电启动阶段的因大电流冲击造成的单体电压过高、单体温度过高等现象。

在步骤s3中，即恒流阶段，对应的单体电池电压均距离最高单体电池电压较远，这个阶段不考虑控制方式的优化调整，只是要对这个阶段的工作电流进行限制，一般来说，尽量不要超过1C。

在步骤s4中，即恒压阶段，如图3所示，此时SOC已经较高，单体电池的电压也快接近最高单体电池电压，此时的充电为涓流充电，为了防止过充问题，这里限制充电电流为预设的最小允许电流（例如，最小允许电流可以为0.1C和5A的最大值），并且，在此阶段的充电过程中，持续监测单体最高电压、单体最高温度等参数，在单体最高电压大于等于最大允许单体电池电压，或者单体最高温度大于最大允许温度时，将限制充电电流修改预设的限制电流，例如0.05C，等待超限值回复为标准值（正常值）后，再将限制充电电流修改回最小允许电流。

可以看出，本技术方案在充电开始阶段增加预充电功能，防止开始充电时的电流冲击；在恒压充电区间中，采用条件间断充电方式，在单体电压或者温度过高时，先暂停充电，超限量回复后再继续涓流充电。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于锂电池特性的充电控制方法，其特征在于，包括：

S1，检测到有锂电池需要充电；

S2，按照预设的预充电电流对锂电池进行阶梯化预充电；

S3，在完成预充电后，按照预设的恒流充电电流对锂电池进行恒流充电；

S4，在完成恒流充电后对锂电池进行恒压充电。

2.根据权利要求1所述的基于锂电池特性的充电控制方法，其特征在于，还包括；

预设恒流充电电流C；

将预充电过程分为n个阶段;

预设预充电过程的每个阶段的充电电流为C/n。

3.根据权利要求2所述的基于锂电池特性的充电控制方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：

在每个预充电阶段按照预设的电流和预设的时间为锂电池充电，直到检测到充电电流达到预设的恒流充电电流。

4.根据权利要求1所述的基于锂电池特性的充电控制方法，其特征在于，步骤s4具体包括：

检测单体电池的充电电压，在单体电池的充电电压大于等于预设的最高电压时，将限制充电电流修改为预设的超限电流，并在检测到单体电池的充电电压恢复到标准值后，将限制充电电流修改回预设的最小允许电流。

5.根据权利要求1所述的基于锂电池特性的充电控制方法，其特征在于，步骤s4具体包括：

检测单体电池的温度，在单体电池的温度超过最大允许温度时，将限制充电电流修改为预设的超限电流，并在检测到单体电池的温度恢复到标准值后，将限制充电电流修改回预设的最小允许电流。