充電控制方法及系統的製作方法

2023-05-02 04:08:41 1

專利名稱：充電控制方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種移動通信電源領域，尤其涉及一種充電控制方法及系統。
背景技術：
鋰離子電池由於工作電壓高、體積小、質量輕、無記憶效應、無汙染、自放電小、循環壽命長，是一種理想電源。在實際使用中，為了獲得更高的放電電壓，一般將至少兩隻單體鋰離子電池串聯組成鋰離子電池組使用。現有技術中，對鋰離子電池組進行充電會存在以下問題。由於電池在生產過程中，從塗膜開始到成為成品要經過很多道工序。即使經過嚴格的檢測程序，使每組電源的電壓、電阻、容量一致，但使用一段時間，電池內阻和電壓產生波動，產生差異。產生差異後，採用整體電壓控制的方式是難以適用於鋰動力電池的。例如一個36V的電池堆，用10隻電池串聯。整體的充電控制電壓是42V，而放電控制電壓是26V。用整體電壓控制放電的方式進行放電，如果10隻電池放電時，其中兩隻電池的電壓在2. 8V，四隻電池的電壓是3. 2V，四隻是3. 4V，現在的整體電壓是32V，讓其繼續放電一直工作到26V。這樣，兩隻2. 8V的電池的電壓會低於2. 6V而處於過放狀態，鋰電池幾次過放就會報廢。反之，用整體電壓控制充電的方式進行充電，如用上述10隻電池當時的電壓狀態進行充電。整體電壓達到42V時，那兩隻2. 8V的電池處於飢餓的狀態，而迅速吸收電量，就會超過4. 2V，而過充的超過4. 2V的電池，不僅由於電壓過高產生報廢，甚至還會發生危險性。另外，雖然有些電池管理系統帶有均衡功能，但由於從成本、散熱、可靠性等多方面考慮，電池管理系統的均衡電流一般遠小於串聯充電的電流，因此均衡效果不是很明顯， 也會出現某些單體電池充不滿電的情況，這對於需要大電流充電的鋰離子電池組而言則更為明顯。一般電池充電方式可分為定電壓充電法、定電流充電法、定電壓切換定電流充電法、脈衝式充電法、Iteflex充電法；並可依電池種類特性不同，選用適合的充電方式。由於本研究使用之電池為鋰電池，雖然Reflex充電效率較高，但會影響鋰電池壽命，且Reflex 充電法及脈衝式充電法其控制電路較複雜，容易受外界因素影響；定電壓充電法充電初期因充電器設定電壓與電池之端電壓相差太大，充電初期會造成充電電流過大，且其充電時間較長；定電流充電法充電效率高，但充電後期容易造成鋰電池過充電影響電池壽命，必須搭配精準的充電控制器。採用電池管理系統和充電機協調配合串聯充電的方式，也無法解決電池組中某些電池充不滿電的問題，特別是當電池組串數多、電池一致性差、充電電流較大時。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種充電控制方法及系統，避免電池充電溫度過高造成電池損壞，延長電池使用壽命。
為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供一種充電控制方法，包括預先設定單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池的溫度和環境溫度的對應關係，存儲到控制資料庫中；在充電過程中測量單體/每組電池的溫度及環境溫度；根據所述單體/每組電池的溫度及環境溫度到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數；根據確定的充電參數控制單體/每組電池充電。優選地，該方法還包括預先設定單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池的電壓和/或電流的對應關係，存儲到所述控制資料庫中；測量所述單體/每組電池的電壓和/或電流；根據所述單體/每組電池的電壓和/或電流到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數。優選地，該方法還包括預先設定單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池充入的電量的對應關係， 存儲到所述控制資料庫中；根據測量的所述單體/每組電池的電壓和電流計算所述單體/每組電池充入的電量；根據所述單體/每組電池充入的電量及電池的標稱容量計算所述單體/每組電池的實際容量和剩餘容量；根據所述單體/每組電池的實際容量和剩餘容量到所述控制資料庫中進行查詢， 確定下一階段充電的充電參數。更優地，該方法還包括當所述單體/每組電池的溫度超過預設的告警溫度閾值時，停止對所述單體/每組電池充電，進行告警。為實現上述目的，根據本發明的另一個方面，提供一種充電控制系統，包括控制資料庫，用於存儲預先設定的單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池的溫度和環境溫度的對應關係；採樣電路，用於在充電過程中測量單體/每組電池的溫度及環境溫度；充電配置裝置，用於根據所述單體/每組電池的溫度及環境溫度到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數；充電控制裝置，用於根據確定的充電參數控制單體/每組電池充電。優選地，所述控制資料庫，還用於存儲預先設定單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池的電壓和/或電流的對應關係；所述採樣電路，用於實測量所述單體/每組電池的電壓和/或電流；所述充電配置裝置，用於根據所述單體/每組電池的實際容量和剩餘容量到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數。更優地，所述控制資料庫，還用於存儲預先設定的單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池充入的電量的對應關係；
所述充電配置裝置，用於根據測量的所述單體/每組電池的電壓和電流計算所述單體/每組電池充入的電量；根據所述單體/每組電池充入的電量及電池的標稱容量計算所述單體/每組電池的實際容量和剩餘容量；根據所述單體/每組電池的實際容量和剩餘容量到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數。其中，所述充電配置裝置包括單片機，用於根據測量的單體/每組電池的溫度、 環境溫度、電壓和/或電流查詢所述單片機中的控制資料庫，確定下一階段的充電參數，生成相應的配置信號發送至所述充電控制裝置；所述充電控制裝置包括雙晶片冗餘脈寬調製器，用於根據所述單片機生成的配置信號，分別控制下一階段的充電電壓和充電電流。所述採樣電路包括第一級採樣電路，用於在充電過程中測量單體電池的溫度、電壓和/或電流；第二級採樣電路，用於在充電過程中測量單每組電池的溫度、電壓和/或電流，及環境溫度。更優地，該系統還包括告警裝置，用於當所述單體/每組電池的溫度超過預設的告警溫度閾值時，進行告警。本發明的充電控制方法及系統，通過在充電過程中實時監控單體/每組電池的溫度，根據電池溫度的變化確定每個充電階段的充電參數，根據這些充電參數控制對單體/ 每組電池的充電。這樣，在使得電池完全充電的同時，避免電池充電溫度過高造成電池損壞，保護電池，延長電池使用壽命。


圖1是本發明充電控制方法實施例的流程圖；
圖2是本發明充電控制過程示意圖；圖3是本發明充電控制系統實施例的結構圖；圖4是本發明充電控制系統另一實施例的結構圖。
具體實施例方式本發明的基本充電原理由單片機根據待充電電池的溫度、充電電壓及充電電流來確定具體的充電參數，來為電池進行充電。以下結合附圖對本發明進行詳細說明。方法實施例如圖1所示，本發明充電控制方法實施例的流程包括以下步驟步驟102，預先設定單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池的溫度和環境溫度的對應關係，存儲到控制資料庫中；步驟104，在充電過程中實時測量單體/每組電池的溫度及環境溫度；步驟106，根據所述單體/每組電池的溫度及環境溫度到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數；步驟108，根據確定的充電參數控制單體/每組電池充電。進一步地，還預先設定單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池的電壓和/ 或電流的對應關係，存儲到所述控制資料庫中；測量所述單體/每組電池的電壓和/或電流；根據所述單體/每組電池的電壓和/或電流到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數。或者，預先設定單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池充入的電量的對應關係，存儲到所述控制資料庫中；根據測量的所述單體/每組電池的電壓和電流計算所述單體/每組電池充入的電量；根據所述單體/每組電池充入的電量及電池的標稱容量計算所述單體/每組電池的實際容量和剩餘容量；根據所述單體/每組電池的實際容量和剩餘容量到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數。其中，電池的充電參數包括電池的充電方式，如微電流充電、穩壓穩流、微電流穩壓充電等等，充電電壓及充電電流。以下舉例對本發明充電控制方法進行具體說明。如圖2所示，曲線Cl表示單體電池充電曲線，曲線C2表示每組電池充電的電流曲線，曲線C3表示每組電池充電的電壓曲線。在Sl階段，充電開始時，首先檢測待充電電池的溫度、電壓及環境溫度，如果電池溫度正常(如25攝氏度)，電壓低於3V，則進行預充電，一般選0. 05C左右；如果充電電壓比待充電池電壓高0. 25v，則控制進行恆壓恆流充電半小時；如檢測待充電池溫度過高(如沈-觀攝氏度)就改為溫度控制微電流充電階段，選擇充電電流為0. 03C左右；如果溫度正常後則按照充電電流為0. 05C繼續充電。控制資料庫中，單體/每組電池及環境溫度與充電方式、充電電壓和充電電流的對應關係如下表1和表2所示。表 權利要求
1.一種充電控制方法，其特徵在於，包括預先設定單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池的溫度和環境溫度的對應關係，存儲到控制資料庫中；在充電過程中測量單體/每組電池的溫度及環境溫度；根據所述單體/每組電池的溫度及環境溫度到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數；根據確定的充電參數控制單體/每組電池充電。
2.根據權利要求1所述的充電控制方法，其特徵在於，還包括預先設定單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池的電壓和/或電流的對應關係，存儲到所述控制資料庫中；測量所述單體/每組電池的電壓和/或電流；根據所述單體/每組電池的電壓和/或電流到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數。
3.根據權利要求2所述的充電控制方法，其特徵在於，還包括預先設定單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池充入的電量的對應關係，存儲到所述控制資料庫中；根據測量的所述單體/每組電池的電壓和電流計算所述單體/每組電池充入的電量； 根據所述單體/每組電池充入的電量及電池的標稱容量計算所述單體/每組電池的實際容量和剩餘容量；根據所述單體/每組電池的實際容量和剩餘容量到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數。
4.根據權利要求1所述的充電控制方法，其特徵在於，還包括當所述單體/每組電池的溫度超過預設的告警溫度閾值時，停止對所述單體/每組電池充電，進行告警。
5.一種充電控制系統，其特徵在於，包括控制資料庫，用於存儲預先設定的單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池的溫度和環境溫度的對應關係；採樣電路，用於在充電過程中測量單體/每組電池的溫度及環境溫度； 充電配置裝置，用於根據所述單體/每組電池的溫度及環境溫度到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數；充電控制裝置，用於根據確定的充電參數控制單體/每組電池充電。
6.根據權利要求5所述的充電控制系統，其特徵在於，所述控制資料庫，還用於存儲預先設定單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池的電壓和/或電流的對應關係；所述採樣電路，用於實測量所述單體/每組電池的電壓和/或電流； 所述充電配置裝置，用於根據所述單體/每組電池的實際容量和剩餘容量到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數。
7.根據權利要求6所述的充電控制系統，其特徵在於，所述控制資料庫，還用於存儲預先設定的單體/每組電池的充電參數與單體/每組電池充入的電量的對應關係；所述充電配置裝置，用於根據測量的所述單體/每組電池的電壓和電流計算所述單體 /每組電池充入的電量；根據所述單體/每組電池充入的電量及電池的標稱容量計算所述單體/每組電池的實際容量和剩餘容量；根據所述單體/每組電池的實際容量和剩餘容量到所述控制資料庫中進行查詢，確定下一階段充電的充電參數。
8.根據權利要求6或7所述的充電控制系統，其特徵在於，所述充電配置裝置包括單片機，用於根據測量的單體/每組電池的溫度、環境溫度、電壓和/或電流查詢所述單片機中的控制資料庫，確定下一階段的充電參數，生成相應的配置信號發送至所述充電控制裝置；所述充電控制裝置包括雙晶片冗餘脈寬調製器，用於根據所述單片機生成的配置信號，分別控制下一階段的充電電壓和充電電流。
9.根據權利要求5所述的充電控制系統，其特徵在於，所述採樣電路包括第一級採樣電路，用於在充電過程中測量單體電池的溫度、電壓和/或電流；第二級採樣電路，用於在充電過程中測量單每組電池的溫度、電壓和/或電流，及環境溫度。
10.根據權利要求5所述的充電控制系統，其特徵在於，還包括告警裝置，用於當所述單體/每組電池的溫度超過預設的告警溫度閾值時，進行告警。
全文摘要
本發明公開了一種充電控制方法及系統。其中充電控制方法包括在充電過程中實時測量單體/每組電池的溫度及環境溫度；將所述單體/每組電池的溫度及環境溫度與預設的溫度閾值進行比較，確定下一階段充電的充電參數；根據確定的充電參數控制單體/每組電池充電。本發明的充電控制方法及系統，通過在充電過程中實時監控單體/每組電池的溫度，根據電池溫度的變化確定每個充電階段的充電參數，根據這些充電參數控制對單體/每組電池的充電。這樣，在使得電池完全充電的同時，避免電池充電溫度過高造成電池損壞，保護電池，延長電池使用壽命。
文檔編號H02J7/00GK102544609SQ201010624240
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者包靜 申請人:中國移動通信集團甘肅有限公司