CN107359379A

CN107359379A - 快速充电方法及装置

Info

Publication number: CN107359379A
Application number: CN201710592406.7A
Authority: CN
Inventors: 李盼盼; 周夏荣; 劳力; 周鹏
Original assignee: Sinoev Hefei Technologies Co Ltd
Current assignee: Sinoev Hefei Technologies Co Ltd
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2017-11-17
Anticipated expiration: 2037-07-19
Also published as: CN107359379B

Abstract

本发明实施例提供一种快速充电方法及装置，涉及充电技术领域。该方法包括：获得当前充电时间步长中电池的固有属性参数和第一充电电流值，其中，所述固有属性参数包括电池的SOC_OCV二阶导数和电池容量；根据当前充电时间步长的固有属性参数及第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值；基于所述第二充电电流值在下一充电时间步长中对所述电池进行充电。本发明能够在实现快速充电的同时保持较好的电池循环寿命。

Description

快速充电方法及装置

技术领域

本发明涉及充电技术领域，具体而言，涉及一种快速充电方法及装置。

背景技术

传统的快速充电方式一般采用的恒流恒压快速充电方式，其缺点是电池循环寿命相对较差，如何提供一种在快速充电的同时仍能表现出较好循环寿命的充电方案，是本领域技术人员的一大难题。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种快速充电方法及装置，能够在实现快速充电的同时保持较好的电池循环寿命。

为了实现上述目的，本发明较佳实施例采用的技术方案如下：

本发明较佳实施例提供一种快速充电方法，应用于用电设备，所述方法包括：

获得当前充电时间步长中电池的固有属性参数和第一充电电流值，其中，所述固有属性参数包括电池的SOC_OCV二阶导数和电池容量；

根据当前充电时间步长的固有属性参数及第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值；

基于所述第二充电电流值在下一充电时间步长中对所述电池进行充电。

在本发明较佳实施例中，所述用电设备预先存储有不同充电时间步长对应的电池的SOC_OCV曲线，所述获得当前充电时间步长中电池的固有属性参数的步骤，包括：

获取当前充电时间步长对应的电池的SOC_OCV曲线；

根据所述SOC_OCV曲线计算对应的SOC_OCV二阶导数。

在本发明较佳实施例中，所述根据所述固有属性参数计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值的步骤，包括：

根据所述SOC_OCV二阶导数、电池容量及预设调整参数计算当前充电时间步长中的电流变化率；

根据所述电流变化率和所述第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值。

在本发明较佳实施例中，所述根据所述SOC_OCV二阶导数以及电池容量以及预设调整参数计算当前充电时间步长中的电流变化率的计算公式为:

其中，i’为电流变化率，Capacity为电池容量，为SOC_OCV二阶导数，i为初始电流。

在本发明较佳实施例中，所述根据所述电流变化率和所述第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值的计算公式为：

i_k+1＝(1+α*Δt)*i_k

其中，i_k+1为第二充电电流值，i_k为第一充电电流值，Δt为充电时间步长。

在本发明较佳实施例中，所述方法还包括：

对电池的充电电压值进行检测；

将检测的充电电压值与预设电压值进行对比；

当检测的充电电压值达到预设电压值时，判定所述电池达到充电截止条件，并结束对电池的充电。

本发明较佳实施例还提供一种快速充电装置，应用于用电设备，所述装置包括：

获得模块，用于获得当前充电时间步长中电池的固有属性参数和第一充电电流值，其中，所述固有属性参数包括电池的SOC_OCV二阶导数和电池容量；

计算模块，用于根据当前充电时间步长的固有属性参数及第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值；

充电模块，用于基于所述第二充电电流值在下一充电时间步长中对所述电池进行充电。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

本发明实施例提供的快速充电方法及装置，该方法包括：获得当前充电时间步长中电池的固有属性参数和第一充电电流值，其中，所述固有属性参数包括电池的SOC_OCV二阶导数和电池容量；根据当前充电时间步长的固有属性参数及第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值；基于所述第二充电电流值在下一充电时间步长中对所述电池进行充电。基于上述设计，本发明提供的技术方案能够在实现快速充电的同时保持较好的电池循环寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1是本发明较佳实施例提供的一种快速充电装置的应用场景示意图；

图2为本发明较佳实施例提供的快速充电方法的一种流程示意图；

图3为图2中所示的步骤S210包括的各个子步骤的一种流程示意图；

图4为图2中所示的步骤S220包括的各个子步骤的一种流程示意图；

图5为本发明较佳实施例提供的快速充电方法的另一种流程示意图；

图6为本发明较佳实施例提供的快速充电装置的一种功能模块图；

图7为图6中所示的获得模块的一种功能模块图；

图8为图6中所示的计算模块的一种功能模块图；

图9为本发明较佳实施例提供的快速充电装置的另一种功能模块图。

图标：100-用电设备；110-存储器；120-处理器；130-存储控制器；200-快速充电装置；210-获得模块；211-获取子模块；212-计算子模块；220-计算模块；221-电流变化率计算子模块；222-第二充电电流值计算子模块；230-充电模块；240-检测模块；250-对比模块；260-结束充电模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语"第一"、"第二"等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，为本发明较佳实施例提供的快速充电装置200的一种应用场景示意图。本发明实施例中，所述用电设备100可通过所述快速充电装置200进行充电。可选地，所述用电设备100可以是，但并不限于智能手机、电动车、智能家电、充电桩等。

如图1所示，所述用电设备100可以包括存储器110、处理器120、存储控制器130以及快速充电装置200。所述存储器110、处理器120、存储控制器130相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器110中存储有快速充电装置200，所述快速充电装置200包括至少一个可以软件或固件(Firmware)的形式存储于所述存储器110中的软件功能模块，所述处理器120通过运行存储在存储器110内的软件程序以及模块，如本发明实施例中的快速充电装置200，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例中的快速充电方法。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，所述用电设备100还可以包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

请参阅图2，为本发明较佳实施例提供的快速充电方法的一种流程示意图，所述方法由图1中所示的用电设备100执行。所应说明的是，本发明实施例提供的方法不以图2及以下所述的具体顺序为限制，应当理解，本发明所述的快速充电方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。所述方法的具体流程如下：

步骤S210，获得当前充电时间步长中电池的固有属性参数和第一充电电流值。

详细地，本实施例中，对电池进行充电的过程中，根据充电容量的不同，整个充电过程可分为多个充电时间步长，而在每个充电时间步长中，所述电池的固定属性参数一般是固定不变的，经发明人研究发现，目前电池快速充电方式主要是采用恒流恒压充电，但这种充电方式在提高充电效率时很可能会大大缩短电池的使用寿命。

经过发明人的长期试验发现，电池的dSOC/dOCV与SOC的变化可以反映电池内部反应机理，也间接地反映了电池的电化学反应的速度。鉴于此，所述固有属性参数可包括电池的SOC_OCV二阶导数和电池容量。

具体地，请参阅图3，所述步骤S210可以包括以下子步骤：

子步骤S211，获取当前充电时间步长对应的电池的SOC_OCV曲线。

子步骤S212，根据所述SOC_OCV曲线计算对应的SOC_OCV二阶导数。

本实施例中，所述用电设备100的存储器110中预先存储有不同充电时间步长对应的电池的SOC_OCV曲线，其中，所述SOC_OCV曲线为电池的固定曲线，该曲线可以根据电池的固有特性获得并存储在所述存储器110中。

在获取到所述电池在当前充电时间步长中的SOC_OCV曲线后，对该曲线进行二阶求导，可以得到当前充电时间步长中的SOC_OCV曲线对应的SOC_OCV二阶导数。

请再次参阅图2，步骤S220，根据当前充电时间步长的固有属性参数及第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值。

具体地，请参阅图4，所述步骤S220可以包括以下子步骤：

子步骤S221，根据所述SOC_OCV二阶导数、电池容量及预设调整参数计算当前充电时间步长中的电流变化率。

具体地，在本实施例中，在获取电流变化率i’时，根据电池的特性可以得到：

因为：

所以：

根据上述两式可以变换的到：

由于与SOC的关系已知量，i为初始电流，Capacity为初始容量，k为预设调整参数，用于对电池的充电速度进行调整，在本实施例中，k＝1，所以根据上式可以计算得到当前充电时间步长中的电流变化率。

子步骤S221，根据所述电流变化率和所述第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值。

在计算得到所述电流变化率i’后，由于i'＝α*i，因此可以得到：

进一步地，所述电流变化率通过差分公式的形式可以表示为：

再结合上述公式可得到下一容量步长对应的第二充电电流值为：

i_k+1＝(1+α*Δt)*i_k

请再次参阅图2，步骤S230，基于所述第二充电电流值在下一充电时间步长中对所述电池进行充电。

具体地，本实施例中，在得到所述第二充电电流值后，在下一充电时间步长中将所述第一充电电流值调整至第二充电电流值进行充电。应注意，在调整的过程中，可根据实际情况，使得充电电流值缓慢地过渡至所述第二充电电流值，以避免电流或者电压的瞬间变换而导致电池受损的情况发生。

进一步地，请参阅图5，所述方法还可以包括：

步骤S240，对电池的充电电压值进行检测。

步骤S250，将检测的充电电压值与预设电压值进行对比。

步骤S260，当检测的充电电压值达到预设电压值时，判定所述电池达到充电截止条件，并结束对电池的充电。

详细地，在所述电池充电的过程中，可以实时地检测所述电池的充电电压值，并将充电电压值与预设电压值进行比对，若达到该预设电压值，则表明电池已充电结束，此时可以结束对电池的充电。

值得注意都是，所述预设电压值不作具体限制，可以根据电池的实际情况进行预定，此外，所述充电截止条件也可以不仅限于检测电池的充电电压值，例如还可以是检测电池的充电电流值，在该充电电流值小于一预定电流值时结束电池充电。

进一步地，请参阅图6，本发明较佳实施例还提供一种快速充电装置200，所述装置安装于所述存储器110中并包括一个或多个可由所述处理器120执行的软件功能模块，所述装置可以包括：

获得模块210，用于获得当前充电时间步长中电池的固有属性参数和第一充电电流值，其中，所述固有属性参数包括电池的SOC_OCV二阶导数和电池容量。

计算模块220，用于根据当前充电时间步长的固有属性参数及第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值。

充电模块230，用于基于所述第二充电电流值在下一充电时间步长中对所述电池进行充电。

进一步地，请参阅图7，所述用电设备100预先存储有不同充电时间步长对应的电池的SOC_OCV曲线，所述获得模块210包括：

获取子模块211，用于获取当前充电时间步长对应的电池的SOC_OCV曲线。

计算子模块212，用于根据所述SOC_OCV曲线计算对应的SOC_OCV二阶导数。

进一步地，请参阅图8，所述计算模块220包括：

电流变化率计算子模块221，用于根据所述SOC_OCV二阶导数、电池容量及预设调整参数计算当前充电时间步长中的电流变化率。

第二充电电流值计算子模块222，用于根据所述电流变化率和所述第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值。

进一步地，请参阅图9，所述装置还可以包括：

检测模块240，用于对电池的充电电压值进行检测。

对比模块250，用于将检测的充电电压值与预设电压值进行对比。

结束充电模块260，用于当检测的充电电压值达到预设电压值时，判定所述电池达到充电截止条件，并结束对电池的充电。

本实施例中的各功能模块的具体操作方法可参照上述方法实施例中相应步骤的详细描述，在此不再重复赘述。

综上所述，本发明实施例提供的快速充电方法及装置，该方法包括：获得当前充电时间步长中电池的固有属性参数和第一充电电流值，其中，所述固有属性参数包括电池的SOC_OCV二阶导数和电池容量；根据当前充电时间步长的固有属性参数及第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值；基于所述第二充电电流值在下一充电时间步长中对所述电池进行充电。基于上述设计，本发明提供的技术方案能够在实现快速充电的同时保持较好的电池循环寿命。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

需要说明的是，在本文中，术语"包括"、"包含"或者其任何其它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、物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它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims

1.一种快速充电方法，应用于用电设备，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的快速充电方法，其特征在于，所述用电设备预先存储有不同充电时间步长对应的电池的SOC_OCV曲线，所述获得当前充电时间步长中电池的固有属性参数的步骤，包括：

获取当前充电时间步长对应的电池的SOC_OCV曲线；

根据所述SOC_OCV曲线计算对应的SOC_OCV二阶导数。

3.根据权利要求1所述的快速充电方法，其特征在于，所述根据所述固有属性参数计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值的步骤，包括：

4.根据权利要求3所述的快速充电方法，其特征在于，所述根据所述SOC_OCV二阶导数以及电池容量以及预设调整参数计算当前充电时间步长中的电流变化率的计算公式为:

<mrow> <msup> <mi>i</mi> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>=</mo> <mi>k</mi> <mo>*</mo> <mi>i</mi> <mo>/</mo> <mi>C</mi> <mi>a</mi> <mi>p</mi> <mi>a</mi> <mi>c</mi> <mi>i</mi> <mi>t</mi> <mi>y</mi> <mo>*</mo> <mfrac> <mrow> <mi>d</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mi>d</mi> <mi>S</mi> <mi>o</mi> <mi>c</mi> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mi>O</mi> <mi>c</mi> <mi>v</mi> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mi>S</mi> <mi>o</mi> <mi>c</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>

5.根据权利要求3所述的快速充电方法，其特征在于，所述根据所述电流变化率和所述第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值的计算公式为：

i_k+1＝(1+α*Δt)*i_k

6.根据权利要求1所述的快速充电方法，其特征在于，所述方法还包括：

对电池的充电电压值进行检测；

将检测的充电电压值与预设电压值进行对比；

7.一种快速充电装置，应用于用电设备，其特征在于，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的快速充电装置，其特征在于，所述用电设备预先存储有不同充电时间步长对应的电池的SOC_OCV曲线，所述获得模块，包括：

获取子模块，用于获取当前充电时间步长对应的电池的SOC_OCV曲线；

计算子模块，用于根据所述SOC_OCV曲线计算对应的SOC_OCV二阶导数。

9.根据权利要求7所述的快速充电装置，其特征在于，所述计算模块包括：

电流变化率计算子模块，用于根据所述SOC_OCV二阶导数、电池容量及预设调整参数计算当前充电时间步长中的电流变化率；

第二充电电流值计算子模块，用于根据所述电流变化率和所述第一充电电流值计算下一充电时间步长中用于对电池进行充电的第二充电电流值。

10.根据权利要求7所述的快速充电装置，其特征在于，所述装置还包括：

检测模块，用于对电池的充电电压值进行检测；

对比模块，用于将检测的充电电压值与预设电压值进行对比；

结束充电模块，用于当检测的充电电压值达到预设电压值时，判定所述电池达到充电截止条件，并结束对电池的充电。