CN110010989A - 电池充电方法、充电控制方法、充电器及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明适用电池技术领域，提供了一种电池充电方法、充电控制方法、充电器及存储介质，在使电池电压达到截止电压的第一充电阶段与充电电流较第一充电阶段小的第二充电阶段之间，配置缓冲充电阶段，缓冲充电阶段实现从第一充电阶段到第二充电阶段的充电电流的减小变化，同时在电池的两端施加抵冲电压，以抵冲因上述减小变化而造成的电池电压较截止电压的下降。这样，由于在电池充电过程中配置有缓冲充电阶段，可以在从第一充电阶段到第二充电阶段的充电电流减小变化的同时，利用抵冲电压在一定程度上减少了电池内部极化的影响，缓减了电池电压虚高的情况，提升了充电容量，从而提升了电池充电速度。

Description

电池充电方法、充电控制方法、充电器及存储介质

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种电池充电方法、充电控制方法、充电器及存储介质。

背景技术

目前，智能手机、平板电脑、智能手表等电子装置中，通常会配备充电电池，以实现电子装置的反复使用。

当电子装置中充电电池的实际电量较低时(如：低于5％)，若对其进行充电，通常主要包含涓流预充电阶段、恒流充电阶段以及恒压充电阶段。其中，恒流充电阶段会利用较大的充电电流进行充电(如：1.5C，C表示电池充放电时电流的大小数值)，而恒压充电阶段会利用较小的、且逐渐变小的充电电流进行充电(如：0.5C到0.05C)。从恒流充电阶段到恒压充电阶段过渡时，由于充电电流的切换(如：从1.5C到0.5C)，充电电流突变，使得电池电芯内部极化，此时电池电压虚高，而实际充电容量低，如图1中椭圆虚线框部分所示，最终使得电池充电速度无法满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池充电方法、充电控制方法、充电器及存储介质，旨在解决现有技术所存在的、因从恒流充电到恒压充电过渡时充电电流突变而导致的电池充电速度无法满足要求的问题。

一方面，本发明提供了一种电池充电方法，所述方法包括：用于使电池电压达到一截止电压的第一充电阶段，以及，充电电流较所述第一充电阶段小的第二充电阶段，

第一充电阶段与第二充电阶段之间为缓冲充电阶段；所述缓冲充电阶段实现从所述第一充电阶段到所述第二充电阶段充电电流的减小变化，同时在所述电池的两端施加用于抵冲因所述减小变化而造成的所述电池电压较所述截止电压的下降的抵冲电压。

进一步的，所述缓冲充电阶段采用与所述第二充电阶段相同的充电电流进行充电。

进一步的，所述缓冲充电阶段采用渐变的充电电流进行充电。

进一步的，所述抵冲电压高于所述下降所能到达的端值。

进一步的，所述抵冲电压与所述截止电压相同。

进一步的，所述抵冲电压从所述截止电压渐变到所述第二充电阶段的稳定充电电压。

进一步的，所述第一充电阶段采用恒流式充电，在所述第一充电阶段结束时，所述电池电压到达所述截止电压；所述第二充电阶段稳定时采用恒压式充电。

另一方面，本发明提供了一种电池充电控制方法，所述充电控制方法用于控制实现如上述的充电方法。

另一方面，本发明还提供了一种电池充电器，包括存储器及处理器，所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序时实现如上述方法中的步骤。

另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法中的步骤。

本发明在使电池电压达到截止电压的第一充电阶段与充电电流较第一充电阶段小的第二充电阶段之间，配置缓冲充电阶段，缓冲充电阶段实现从第一充电阶段到第二充电阶段的充电电流的减小变化，同时在电池的两端施加抵冲电压，以抵冲因上述减小变化而造成的电池电压较截止电压的下降。这样，由于在电池充电过程中配置有缓冲充电阶段，可以在从第一充电阶段到第二充电阶段的充电电流减小变化的同时，利用抵冲电压在一定程度上减少了电池内部极化的影响，缓减了电池电压虚高的情况，提升了充电容量，从而提升了电池充电速度。

附图说明

图1是现有技术的电池充电情况示意图；

图2是本发明实施例一的电池充电方法的流程示意图；

图3是本发明实施例一中不执行和执行缓冲充电阶段的电池充电情况对比示意图；

图4是本发明实施例四中抵冲电压示意图；

图5是本发明实施例五中执行缓冲充电阶段的电池充电情况示意图；

图6是本发明实施例六中抵冲电压施加示意图；

图7是本发明实施例八提供的电池充电器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

图2示出了本实施例提供的电池充电方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S201中，执行用于使电池电压达到一截止电压的第一充电阶段。

在步骤S202中，执行缓冲充电阶段，以实现从第一充电阶段到后续第二充电阶段充电电流的减小变化。

在步骤S203中，执行充电电流较第一充电阶段小的第二充电阶段。

本实施例中，电池可采用不同的充电方法进行充电，例如：第一种充电方法可包括依次进行的涓流预充电阶段、恒流充电阶段以及恒压充电阶段，完成电池的充电；在第二种充电方法中，可采用相应的脉冲充电阶段代替第一种充电方法中的恒流充电阶段；第三种充电方法可采用恒流充电阶段与恒压充电阶段反复交替充电的方式，完成电池的充电；在第四种充电方法中，还可以在整个电池充电过程中包含适度的电池放电阶段。

相应的，在上述第一种充电方法中，恒流充电阶段即本实施例所提及的第一充电阶段，恒压充电阶段即本实施例所提及的第二充电阶段。在上述第二种充电方法中，脉冲充电阶段即本实施例所提及的第一充电阶段，恒压充电阶段即本实施例所提及的第二充电阶段。在上述第三种充电方法中，每一恒流充电阶段即本实施例所提及的第一充电阶段，每一恒压充电阶段即本实施例所提及的第二充电阶段等。

第一充电阶段采用大电流充电，第二充电阶段采用相对的小电流充电，如果直接从第一充电阶段过渡到第二充电阶段，则会产生如图1所示的情形，即由于充电电流的切换(如：从1.5C到0.5C)，充电电流突变，使得电池电芯内部极化，此时电池电压虚高，而实际充电容量低，最终使得电池充电速度较低。而如果在第一充电阶段与第二充电阶段之间增加上述步骤S202所示的缓冲充电阶段，在从第一充电阶段的大电流充电变化为缓冲充电阶段小电流充电的同时，在电池两端施加抵冲电压，以抵冲因上述充电大电流到充电小电流变化而造成的电池电压较截止电压的下降。

不执行步骤S202的缓冲充电阶段的情形下，电池电压在充电过程中的变化如图3中实线示，而如果增加执行步骤S202的缓冲充电阶段，电池电压在充电过程中的变化如图3中虚线所示。显然，由于增加了执行步骤S202的缓冲充电阶段，因上述充电大电流到充电小电流变化而造成的电池电压较截止电压的下降被抵冲了部分(在其他情况下可以抵冲掉全部)，在一定程度上减少了电池内部极化的影响，缓减了电池电压虚高的情况，提升了充电容量，从而提升了电池充电速度，图3中，A点为不执行缓冲充电阶段的充电完成时间点，B点为执行缓冲充电阶段的充电完成时间点。

实施例二：

本实施例在实施例一基础上，进一步提供了如下内容：

在步骤S202中，缓冲充电阶段采用与第二充电阶段相同的充电电流进行充电。

由于第二充电阶段将采用较第一充电阶段小的充电电流对电池进行充电，缓冲充电阶段可直接采用与第二充电阶段相同的充电电流进行充电，从而充电控制参数得以复用，充电控制的实现得以简化。

实施例三：

本实施例在实施例一基础上，进一步提供了如下内容：

在步骤S202中，缓冲充电阶段采用渐变式的充电电流进行充电。

本实施例中，由于第一充电阶段的充电电流通常较第二充电阶段的充电电流大，例如：在上述第一种充电方法的应用示例中，第一充电阶段的充电电流为1.5C，而第二充电阶段的充电电流起始为0.5C，第一充电阶段的充电电流远大于第二充电阶段的充电电流，若直接从第一充电阶段的充电电流切换到第二充电阶段的充电电流，充电电流的大幅度突变，将造成电池电芯内部急剧极化，电池电压虚高现象凸显，突变时，实际充电容量极低，要缓减电池电压虚高需要更多的时间。

为此，相较于实施例二而言，本实施例在缓冲充电阶段所采用的是渐变式的充电电流进行充电，从第一充电阶段的充电电流逐渐减小到第二充电阶段的充电电流，例如：从1.5C逐渐减小到0.5C，渐变的形式可以采用分级变化，也可以采用无极变化。当采用分级变化时，可以先从1.5C减小到1.0C，再减小到0.5C。

不论是分级变化还是无极变化，缓冲充电阶段采用渐变式的充电电流对电池进行充电，都能在一定程度上减缓充电电流的突变，从而缓减因此造成的电池电芯内部极化现象及电池电压虚高现象，有效提升该阶段的实际充电容量，进而提升充电速度。尤其当采用无极变化的充电电流，作用更为显著。

实施例四：

本实施例在其他各实施例基础上，进一步提供了如下内容：

在步骤S202中，缓冲充电阶段所施加的抵冲电压高于因充电电流减小变化而造成的电池电压较截止电压的下降所能达到的端值。

本实施例中，由于缓冲充电阶段要实现从第一充电阶段到第二充电阶段充电电流的减小变化，那么，从第一充电阶段到缓冲充电阶段同样要经历充电电流的减小变化，为了在一定程度上缓减充电电流的变化，所施加的抵冲电压需要抵冲因上述减小变化而造成的、实际的电池电压的下降情况，可以抵冲电池电压下降中的部分或者全部。

如图4所示，为了至少能抵冲掉电池电压下降中的部分，那么即要求所施加的抵冲电压要高于下降所能达到的端值D。

实施例五：

本实施例在实施例四基础上，进一步提供了如下内容：

在步骤S202中，缓冲充电阶段所施加的抵冲电压与第一充电阶段充电使电池电压达到的截止电压相同。

本实施例中，为了能抵冲掉电池电压下降的全部，可以使得抵冲电压与上述截止电压相同，所能达到的效果如图5所示，在缓冲充电阶段，电池电压维持在截止电压，而几乎不会发生较第一充电阶段充电所能达到的截止电压下降的情形，同样能有效提升该阶段的实际充电容量，进而提升充电速度。

实施例六：

本实施例在实施例四基础上，进一步提供了如下内容：

在步骤S202中，缓冲充电阶段所施加的抵冲电压从截止电压渐变到第二充电阶段的稳定充电电压。

沿用上述第一种充电方法，第一充电阶段采用恒流式充电，在第一充电阶段结束时，电池电压能到达上述截止电压，而第二充电阶段稳定时，则采用恒压式充电。第一充电阶段可实现电池电压从较低的水平达到截止电压的水平，但截止电压并非是电池电压的目标电压，该目标电压可表现为第二充电阶段的稳定充电电压，且该目标电压通常较截止电压高。如图6所示，在缓冲充电阶段的起始点，抵冲电压可以表现为截止电压，而抵冲电压经逐渐升高后，可在缓冲充电阶段的末端，抵冲电压可以表现为上述目标电压。

实施本实施例，所施加的、渐变的抵冲电压可使电池电压在缓冲充电阶段逐步从截止电压升高至第二充电阶段的稳定充电电压，执行第二充电阶段时，即可以稳定充电电压作为恒压条件，继续以逐渐减小的充电电流对电池充电，最终达到充电要求。这样，可进一步加快充电进程，提升充电速率。

实施例七：

本实施例提供了一种电池充电控制方法，该充电控制方法用于控制实现如上述各实施例所述的充电方法。例如：首先，控制执行用于使电池电压达到一截止电压的第一充电阶段，接着，控制执行缓冲充电阶段，以实现从第一充电阶段到后续第二充电阶段充电电流的减小变化，然后，控制执行充电电流较第一充电阶段小的第二充电阶段。

充电控制方法可依托于相应的软硬件实现，例如：控制电路板、处理芯片、充电电路、存储介质、软件代码等。

实施例八：

图7示出了本实施例提供的电池充电器的结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

本实施例的电池充电器包括处理器701及存储器702，处理器701执行存储器702中存储的计算机程序703时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤S201至S203。

本实施例的电池充电器在应用示例中，还可以包括其他结构，例如：充放电电路、过充保护电路等。

该电池充电器中处理器701执行计算机程序703时实现上述各方法时实现的步骤可参考前述方法实施例的描述，在此不再赘述。

实施例九：

在本发明实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤，例如，图2所示的步骤S201至S203。

本发明实施例的计算机可读存储介质可以包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质，例如，ROM/RAM、磁盘、光盘、闪存等存储器。

具体应用例：

本应用例的对电池进行分段式充电的方法，在每段恒流充电后加入恒压充电，消除电池内部极化，使电池在大电流充电情况下充入更多的电量，减小电池充电时间，进而提升电池充电速度。

分段式充电模式具体可表达为：

xC CC to V0，V0 CV to yC；yC CC to V1，V1 CV to zC

其中，x、y及z为数值，x一般大于y，例如：x为1.5，y为0.5；z为电池厂家设置参数，z一般为0.02或0.05，V0为恒压充电阶段的截止电压，V1为电池充电的目标电压，V0小于V1。

以上过程中，“xC CC to V0”即对应上述各实施例中的第一充电阶段，“V0 CV toyC”即对应上述各实施例中的缓冲充电阶段，“yC CC to V1，V1 CV to zC”即对应上述各实施例中的第二充电阶段。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池充电方法，所述方法包括：用于使电池电压达到一截止电压的第一充电阶段，以及，充电电流较所述第一充电阶段小的第二充电阶段，其特征在于，

第一充电阶段与第二充电阶段之间为缓冲充电阶段；所述缓冲充电阶段实现从所述第一充电阶段到所述第二充电阶段充电电流的减小变化，同时在所述电池的两端施加用于抵冲因所述减小变化而造成的所述电池电压较所述截止电压的下降的抵冲电压。

2.如权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述缓冲充电阶段采用与所述第二充电阶段相同的充电电流进行充电。

3.如权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述缓冲充电阶段采用渐变的充电电流进行充电。

4.如权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述抵冲电压高于所述下降所能到达的端值。

5.如权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述抵冲电压与所述截止电压相同。

6.如权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述抵冲电压从所述截止电压渐变到所述第二充电阶段的稳定充电电压。

7.如权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述第一充电阶段采用恒流式充电，在所述第一充电阶段结束时，所述电池电压到达所述截止电压；所述第二充电阶段稳定时采用恒压式充电。

8.一种电池充电控制方法，其特征在于，所述充电控制方法用于控制实现如权利要求1至7任一项所述的充电方法。

9.一种电池充电器，包括存储器及处理器，其特征在于，所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述方法中的步骤。