本發(fā)明涉及電池充電技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種充電方法和裝置。

背景技術(shù)：

電池的快速充電是電動汽車研究與開發(fā)過程中的重要課題，經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的具有快速充電或均衡充電功能的充電設(shè)備或商用充電器通常是按事先設(shè)定的充電電流對電池進(jìn)行充電，從而導(dǎo)致在充電過程中無法根據(jù)實(shí)際充電情況對充電電流進(jìn)行調(diào)整，加之，為了避免出現(xiàn)過充電，預(yù)先設(shè)定的充電電流通常偏小使得充電時間仍然較長。除此之外，由于充電過程中的充電電流不具備自適應(yīng)能力，容易出現(xiàn)過充電現(xiàn)象而縮短蓄電池的壽命。因此，如何在實(shí)現(xiàn)快速充電的同時，又不影響電池壽命，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種充電方法和裝置，通過在充電過程中采用變電流的方式對電池充電，能夠有效解決上述問題，既能實(shí)現(xiàn)對電池的快速充電，又不會影響電池壽命。

本發(fā)明較佳實(shí)施例提供一種充電方法，所述方法包括：

檢測當(dāng)前時段中電池的充電狀態(tài)；

判斷所述充電狀態(tài)是否到達(dá)閾值，若到達(dá)，則獲取當(dāng)前時段用于充電的第一充電電流值和用于反映電池固有屬性的電池參數(shù)；

根據(jù)所述第一充電電流值和所述電池參數(shù)計算下一時段用于對所述電池充電的第二充電電流值；

將所述第一充電電流值調(diào)整至所述第二充電電流值并通過該第二充電電流值對所述電池進(jìn)行下一時段的充電。

進(jìn)一步地，所述方法還包括：

判斷所述電池的ocv-soc曲線的線性度是否小于預(yù)設(shè)值；

當(dāng)所述電池的ocv-soc曲線的線性度小于預(yù)設(shè)值時，所述根據(jù)所述第一充電電流值和所述電池參數(shù)計算下一時段用于對所述電池充電的第二充電電流值的步驟包括：

在dq/dv恒定的條件下，根據(jù)所述電池參數(shù)和所述第一充電電流值計算所述當(dāng)前時段充電過程中的電流變化率；

根據(jù)所述電流變化率和所述第一充電電流值計算所述第二充電電流值。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述電池的ocv-soc曲線的線性度大于預(yù)設(shè)值時，所述根據(jù)所述第一充電電流值和所述電池參數(shù)計算用于下一時段進(jìn)行充電的第二充電電流值的步驟包括：

根據(jù)所述第一充電電流值和預(yù)設(shè)電流調(diào)整指數(shù)計算得到所述第二充電電流值。

進(jìn)一步地，所述充電狀態(tài)包括當(dāng)前時段的充電電量或充電時間步長。

進(jìn)一步地，所述充電時間步長不為恒值。

本發(fā)明較佳實(shí)施例提供一種充電裝置，所述充電裝置包括：

檢測模塊，用于檢測當(dāng)前時段中電池的充電狀態(tài)；

判斷模塊，用于判斷所述充電狀態(tài)是否到達(dá)閾值，若到達(dá)，則獲取當(dāng)前時段用于充電的第一充電電流值和用于反映電池固有屬性的電池參數(shù)；

計算模塊，用于根據(jù)所述第一充電電流值和所述電池參數(shù)計算下一時段用于對所述電池充電的第二充電電流值；

調(diào)整模塊，用于將所述第一充電電流值調(diào)整至所述第二充電電流值并通過該第二充電電流值對所述電池進(jìn)行下一時段的充電。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述電池的ocv-soc曲線的線性度小于預(yù)設(shè)值時，所述計算模塊包括：

判斷單元，用于判斷所述電池的ocv-soc曲線的線性度是否小于預(yù)設(shè)值；

第一計算單元，用于當(dāng)所述電池的ocv-soc曲線的線性度小于預(yù)設(shè)值時，在dq/dv恒定的條件下，根據(jù)所述電池參數(shù)和所述第一充電電流值計算所述當(dāng)前時段充電過程中的電流變化率；

第二計算單元，用于根據(jù)所述電流變化率和所述第一充電電流值計算所述第二充電電流值。

進(jìn)一步地，所述計算模塊還包括：

第三計算單元，用于當(dāng)所述電池的ocv-soc曲線的線性度小于預(yù)設(shè)值時，根據(jù)所述第一充電電流值和預(yù)設(shè)電流調(diào)整指數(shù)計算得到所述第二充電電流值。

進(jìn)一步地，所述充電狀態(tài)包括當(dāng)前時段的充電電量或充電時間步長。

進(jìn)一步地，所述充電時間步長不為恒值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的充電方法和裝置，基于充電過程中dq/dv恒定的條件下，采用變電流的方式對電池充電，既能實(shí)現(xiàn)對電池的快速充電，又能避免發(fā)生過充電現(xiàn)象影響電池的壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種應(yīng)用充電裝置的應(yīng)用場景示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的充電方法的流程示意圖。

圖3為圖2所示的步驟s106的子流程示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的充電裝置的方框結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4中所示的計算模塊的方框結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：10-終端設(shè)備；100-充電裝置；102-檢測模塊；104-判斷模塊；106-計算模塊；1060-判斷單元；1062-第一計算單元；1064-第二計算單元；1066-第三計算單元；108-調(diào)整模塊；200-存儲器；300-存儲控制器；400-處理器。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種應(yīng)用充電裝置100的應(yīng)用場景示意圖。其中，終端設(shè)備10可通過所述充電裝置100進(jìn)行充電，所述終端設(shè)備10可以是，但不限于智能手機(jī)、電動車、智能家電、充電樁等。

可選地，所述終端設(shè)備10包括充電裝置100、存儲器200、存儲控制器300以及處理器400。其中，所述存儲器200、存儲控制器300、處理器400各元件相互之間直接或間接地電性連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸或交互。例如，這些元件之間通過一條或多條通訊總線或信號線實(shí)現(xiàn)電性連接。所述充電裝置100包括至少一個可以軟件或固件的形式存儲于所述存儲器200中或固化在所述終端設(shè)備10的操作系統(tǒng)中的軟件功能模塊。所述處理器400在所述存儲控制器300的控制下訪問所述存儲器200，以用于執(zhí)行所述存儲器200中存儲的可執(zhí)行模塊，例如所述充電裝置100所包括的軟件功能模塊及計算機(jī)程序等。

可以理解，圖1所示的結(jié)構(gòu)僅為示意，所述終端設(shè)備10還可包括比圖1中所示更多或者更少的組件，或者具有與圖1所示不同的配置。圖1中所示的各組件可以采用硬件、軟件或其組合實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，請結(jié)合參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供一種可應(yīng)用于所述充電裝置100的充電方法，下面將對圖2所示的具體流程進(jìn)行詳細(xì)闡述。所應(yīng)說明的是，本發(fā)明所述的充電方法并不以圖2以及以下所述的具體順序?yàn)橄拗?。?yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明所述的充電方法其中部分步驟的順序可以根據(jù)實(shí)際需要相互交換，或者其中的部分步驟也可以省略或刪除。

步驟s102，檢測當(dāng)前時段中電池的充電狀態(tài)。

本實(shí)施例中，在對所述電池充電的過程中，根據(jù)充電電流大小的不同，整個充電過程包括多個充電時段，其中，所述當(dāng)前時段是指在當(dāng)前充電過程中的一個連續(xù)時間段，且該時間段中的充電電流值相同。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例通過檢測所述電池在某一時段中的充電狀態(tài)確定是否需要調(diào)整充電電流值，其中，所述充電狀態(tài)可以是當(dāng)前時段中的充電電量或充電時間步長，具體地，本實(shí)施例對此不做限制。

步驟s104，判斷所述充電狀態(tài)是否到達(dá)閾值，若到達(dá)，則獲取當(dāng)前時段用于充電的第一充電電流值和用于反映電池固有屬性的電池參數(shù)。

其中，在對步驟s102中檢測到的所述充電狀態(tài)進(jìn)行判斷中，若所述充電狀態(tài)為充電電量，則判斷當(dāng)前時段中的充電電量是否到達(dá)閾值；若所述充電狀態(tài)為充電時間步長，則判斷處于前時段中的充電時長是否到達(dá)預(yù)設(shè)值。應(yīng)注意，所述閾值可根據(jù)所述充電電量或所述充電時間步長實(shí)際情況進(jìn)行靈活設(shè)計，本實(shí)施例對此不做限制。

進(jìn)一步地，在所述充電狀態(tài)到達(dá)所述閾值時，需要進(jìn)一步獲取當(dāng)前時段中的第一充電電流值和電池參數(shù)，以用于計算下一時段充電過程中需要的第二充電電流值。其中，在本實(shí)施例中，所述電池參數(shù)包括開路電壓ocv、用于反映電池當(dāng)前電量情況的soc和電池容量capacity。

步驟s106，根據(jù)所述第一充電電流值和所述電池參數(shù)計算下一時段用于對所述電池充電的第二充電電流值。

具體地，當(dāng)前時段的第一充電電流值和電池參數(shù)能夠有效反映當(dāng)前時段充電過程中電池的實(shí)際情況，再根據(jù)該實(shí)際情況計算下一時段中需要采用的第二充電電流值，能夠?qū)崿F(xiàn)充電過程中對充電電流的自適應(yīng)性調(diào)整，并使得充電電流始終保持在電池能夠接受的電流值的臨界點(diǎn)處，避免了過充電現(xiàn)象的發(fā)生。應(yīng)注意，所述第一充電電流值和所述第二充電電流值僅用于區(qū)分不同充電時段所采用的充電電流值，而不表征充電電流值的大小等。

實(shí)際實(shí)施時，由于電池的ocv-soc曲線能夠準(zhǔn)確反映出該電池的平臺電位。因此，在本實(shí)施例中，需要根據(jù)電池的ocv-soc曲線的線性度情況決定所采用的第二充電電流的計算方式。應(yīng)理解，本實(shí)施例中，整個充電過程中，無論采用哪種方式計算所述第二充電電流值，應(yīng)在dq/dv恒定的條件下進(jìn)行。具體地，如圖3所示，下面將對圖3所示的具體流程進(jìn)行詳細(xì)闡述。

步驟s1060，判斷電池的ocv-soc曲線的線性度是否小于預(yù)設(shè)值，若小于，則依次執(zhí)行步驟s1062和步驟s1064，反之，則執(zhí)行步驟s1066。

本實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)值根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活設(shè)置，在此不做限制。

步驟s1062，在dq/dv恒定的條件下，根據(jù)所述電池參數(shù)和所述第一充電電流值計算所述當(dāng)前時段充電過程中的電流變化率。

本實(shí)施例中，當(dāng)所述電池的ocv-soc曲線的線性度小于預(yù)設(shè)值時，則首先需要根據(jù)獲取到的電池參數(shù)和第一充電電流值計算電流變化率，具體過程如下。

在實(shí)際實(shí)施時，需通過調(diào)整充電電流的大小來保證dq/dv恒定，具體地，假設(shè)當(dāng)前時段充入電池的電量q可以表示為：

其中，t為時間，i為第一充電電流值，q為充入電量，則對式(1)中的電量q求導(dǎo)有：

dq/dt＝i(t)(2)

進(jìn)一步地，當(dāng)電池中的極化電壓達(dá)到穩(wěn)定時，電池兩端的電壓v可表示為：

v＝ocv+i(t)*r(3)

其中，ocv為開路電壓，r為歐姆內(nèi)阻與極化內(nèi)阻之和，接著求取ocv對時間的導(dǎo)數(shù)，則有：

docv/dt＝[(docv/dsoc)/capacity]*(dq/dt)(4)

其中，令z＝(docv/dsoc)/capacity，那么，z可用于反映電池的固有屬性，進(jìn)而有：

dv/dt＝z*i(t)+i'(t)*r(5)

結(jié)合式(3)和式(5)，進(jìn)一步可得到dq/dv，且dq/dv可以表示為：

dq/dv＝(dq/dt)/(dv/dt)＝i(t)/[z*i(t)+i'(t)*r](6)

為了使得dq/dv為恒值，設(shè)dq/dv＝c，其中c為常數(shù)，則有

c＝i(t)/[z*i(t)+i'(t)*r](7)進(jìn)而得到電流變化率：

i'(t)＝α*i(t)其中，

步驟s1064，根據(jù)所述電流變化率和所述第一充電電流值計算所述第二充電電流值。

本實(shí)施例中，根據(jù)式(8)得到所述電流變化率，求取所述第二充電電流值，應(yīng)理解，實(shí)際實(shí)施時，若每隔一定的充電時間步長改變充電電流的大小，則所述電流變化率通過差分公式的形式表示為：

再結(jié)合式(8)和式(9)可有所述第二充電電流值的表達(dá)式為：

ik+1＝(1+α*δt)*ik(10)

應(yīng)注意，若在所述電池狀態(tài)判斷過程中，將所述充電電量作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，即每隔一定的充電電量改變一次充電電流值的大小，那么，式(9)和式(10)中的δt則不為恒值，且需要根據(jù)當(dāng)前時段的第一充電電流值計算出當(dāng)前時段中的充電時長δt，進(jìn)而得到所述第二充電電流值。

步驟s1066，根據(jù)所述第一充電電流值和預(yù)設(shè)電流調(diào)整指數(shù)計算得到所述第二充電電流值。

本實(shí)施例中，當(dāng)所述電池的ocv-soc曲線的線性度大于預(yù)設(shè)值時，則可認(rèn)為z＝(docv/dsoc)/capacity為常數(shù)，那么在dq/dv恒定的條件下，所述第二充電電流值可以表示為：

i(t)＝i0*e^α*t(11)

在實(shí)際實(shí)施時，可根據(jù)式(10)將式(11)改寫為差分形式，以便于實(shí)施，具體過程在此不再贅述。

步驟s108，將所述第一充電電流值調(diào)整至所述第二充電電流值并通過該第二充電電流值對所述電池進(jìn)行下一時段的充電。

本實(shí)施例中，在得到所述第二充電電流值后，將所述第一充電電流值調(diào)整至第二充電電流值，應(yīng)注意，在調(diào)整的過程中，可根據(jù)實(shí)際情況，使得充電電流緩慢地從第一充電電流值過渡至所述第二充電電流值，以避免電流瞬間變換幅度而導(dǎo)致電池受損的情況發(fā)生。

進(jìn)一步地，請結(jié)合參閱圖4，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種充電裝置100，所述充電裝置100包括檢測模塊102、判斷模塊104、計算模塊106和調(diào)整模塊108。

所述檢測模塊102，用于檢測當(dāng)前時段中電池的充電狀態(tài)。

本實(shí)施例中，圖2中的步驟s102由所述檢測模塊102執(zhí)行，具體過程請參考步驟s102，在此不再贅述。

所述判斷模塊104，用于判斷所述充電狀態(tài)是否到達(dá)閾值，若到達(dá)，則獲取當(dāng)前時段用于充電的第一充電電流值和用于反映電池固有屬性的電池參數(shù)。

本實(shí)施例中，圖2中的步驟s104由所述判斷模塊104執(zhí)行，具體過程請參考步驟s104，在此不再贅述。

所述計算模塊106，用于根據(jù)所述第一充電電流值和所述電池參數(shù)計算下一時段用于對所述電池充電的第二充電電流值。

本實(shí)施例中，圖2中的步驟s106由所述計算模塊106執(zhí)行，具體過程請參考步驟s106，在此不再贅述。實(shí)際實(shí)施時，如圖3所示，所述計算模塊106包括判斷單元1060、第一計算單元1062、第二計算單元1064和第三計算單元1066。

其中，所述判斷單元1060，用于判斷所述電池的ocv-soc曲線的線性度是否小于預(yù)設(shè)值。

本實(shí)施例中，圖3中的步驟s1060由所述判斷單元1060執(zhí)行，具體過程請參考步驟s1060，在此不再贅述。

所述第一計算單元1062，用于當(dāng)所述電池的ocv-soc曲線的線性度小于預(yù)設(shè)值時，在dq/dv恒定的條件下，根據(jù)所述電池參數(shù)和所述第一充電電流值計算所述當(dāng)前時段充電過程中的電流變化率。

本實(shí)施例中，圖3中的步驟s1062由所述第一計算單元1062執(zhí)行，具體過程請參考步驟s1062，在此不再贅述。

所述第二計算單元1064，用于根據(jù)所述電流變化率和所述第一充電電流值計算所述第二充電電流值。

本實(shí)施例中，圖3中的步驟s108由所述第二計算單元1064執(zhí)行，具體過程請參考步驟s1064，在此不再贅述。

所述第三計算單元1066，用于當(dāng)所述電池的ocv-soc曲線的線性度小于預(yù)設(shè)值時，根據(jù)所述第一充電電流值和預(yù)設(shè)電流調(diào)整指數(shù)計算得到所述第二充電電流值。

本實(shí)施例中，圖3中的步驟s1066由所述第三計算單元1066執(zhí)行，具體過程請參考步驟s1066，在此不再贅述。

所述調(diào)整模塊108，用于將所述第一充電電流值調(diào)整至所述第二充電電流值并通過該第二充電電流值對所述電池進(jìn)行下一時段的充電。

本實(shí)施例中，圖2中的步驟s108由所述調(diào)整模塊108執(zhí)行，具體過程請參考步驟s108，在此不再贅述。

綜上所述，本發(fā)明提供的充電方法和裝置，在dq/dv恒定的條件下，根據(jù)充電過程中電池的實(shí)際情況調(diào)整充電電流的大小，能夠在實(shí)現(xiàn)快速充電的情況下，避免過充電現(xiàn)象的發(fā)生，有效提高電池的循環(huán)壽命。

在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“設(shè)置”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。除此之外，術(shù)語“第一、第二、第三等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為只是或暗示相對重要性。

在本發(fā)明實(shí)施例所提供的幾個實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，也可以通過其他方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的裝置和方法實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的預(yù)設(shè)數(shù)量個實(shí)施例的裝置、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分。所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或預(yù)設(shè)數(shù)量個用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能。

也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實(shí)現(xiàn)方式中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機(jī)指令的組合來實(shí)現(xiàn)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。